Зависимость коэффициента передачи по току о тока коллектора

При этом функционал коэффициента передачи по току преобразуется к виду:

β=F[I_k] _{Uкэ, Т˚С=const} (3.22)

График зависимости β о тока коллектора представлен на рис.3.19.

При рассмотрении зависимости рис.3.19 необходимо учитывать, что I_k=α I_э+I_ko и выражение (3.20) записать в виде:

,(3.23)

Из теории работы биполярного транзистора следует, что ток эмиттера зависит от значения напряжения на переходе эмиттер – база I_э=f(U_бэ) и определяется током диффузии дырок через базу

, (3.24)

где е – заряд электрона; S – площадь перехода эмиттер – база; D_p – коэффициент диффузии дырок в базе; - градиент концентрации дырок в базе. Коэффициент диффузии связан с длиной диффузии соотношением:

, (3.25)

где τ – время жизни носителей заряда.

Рис.3.19. Зависимость коэффициента передачи по току
от тока коллектора

При увеличении напряжения эмиттер – база растет избыточная концентрация дырок на границе перехода эмиттер – база, возрастает градиент концентрации и увеличивается скорость движения носителей заряда в базе, что уменьшает рекомбинационные потери в базе и ведет к росту коэффициента передачи по току. В этом случае коэффициент диффузии дырок в базе определяется соотношением:

, (3.26)

где D_po – коэффициент диффузии при малом уровне инжекции дырок из эмиттера в базу. Поэтому на участке АВ рис.9 изменяется уровень инжекции дырок из эмиттера в базу, растет коэффициент диффузии (16) и длина диффузии L_p (15), что ведет к росту коэффициента передачи по току и в точке В он принимает максимальное значение β_max. Существует оптимальное значение тока коллектора I_{к опт}, при котором достигается β_max. Для маломощных биполярных транзисторов I_{к опт}(13) мА, а для мощных транзисторов - I_{к опт}(3080) мА.

При увеличении тока коллектора более I_{к опт} начинает сказываться уменьшение эффективности эмиттера γ (3.23) из–за уменьшения удельного электрического сопротивления базы ρ_б, которое определяется:

. (3.27)

При малых значениях тока эмиттера (а равно и тока коллектора) дырочная составляющая электропроводности базы σ_бр имеет малое значение и ρ_б достаточно велико. При больших токах эмиттера, когда p_n>> n_n, увеличивается σ_бр и ρ_б уменьшается, а это приводит к уменьшению эффективности эмиттера γ, коэффициента α и в том числе коэффициента передачи по току биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером β (участок ВС рис. 3.19). Изменение β на участке ВС рис.3.19 происходит достаточно плавно.

Дата добавления: 2014-01-20