Рассмотрим работу на постоянном токе биполярного диффузионного сплавного транзистора со структурой p-n-р, включенного по схеме с ОБ в активном режиме (рис. 1.29). Сделаем ряд допущений: заряды распределены равномерно; поверхностные эффекты отсутствуют; реальный транзистор заменен одномерной моделью по оси х, перпендикулярной плоскости эмиттера (коллектора); толщина базы незначительна; эмиттер насыщен акцепторной примесью во много раз больше, чем база донорной примесью; коллектор по площади значительно больше эмиттера.

Рис. 1.29. Работа на постоянном токе биполярного диффузионного сплавного транзистора со структурой p-n-р, включенного по схеме с ОБ в активном режиме

В активном режиме прямое смещение эмиттерного перехода создается за счет включения постоянного источника питания , а обратное смещение коллекторного перехода – за счет включения источника . Величина имеет небольшое значение, близкое к высоте потенциального барьера, и составляет доли вольт. Величина на порядок больше и ограничивается напряжением пробоя коллекторного перехода. При включении источников питания и потенциальный барьер эмиттерного перехода снижается за счет , а потенциальный барьер коллекторного перехода повышается за счет . Дырки эмиттера легко преодолевают понизившийся потенциальный барьер и за счет диффузии инжектируются в базу, а электроны базы – в эмиттер. Дырки эмиттера диффундируют в базе в направлении к коллекторному переходу за счет перепада плотности дырок по длине базы, большинство из них доходит до коллекторного перехода, а незначительная часть рекомбинирует с электронами базы. Для уменьшения потерь дырок на рекомбинацию базу делают тонкой. Поскольку поле коллекторного перехода для дырок является ускоряющим, они втягиваются через коллекторный переход в коллектор, т.е. происходит экстракция дырок в коллектор. Распространяясь вдоль коллектора за счет перепада плотности вдоль коллектора, дырки достигают контакта коллектора и рекомбинируют с электронами, подходящими к выводу от источника.

Основные носители заряда коллектора (дырки), вследствие того что потенциальный барьер коллекторного перехода велик, практически не могут уйти из коллектора в базу. Через транзистор происходит сквозное движение дырок от эмиттера через базу к коллектору и лишь незначительная часть их из-за рекомбинации с электронами базы не доходит до коллектора. Часть электронов базы, рекомбинировавших с дырками эмиттера, восполняется электронами источника, которые поступают в базу через ее вывод.

Наряду с основными носителями заряда через эмиттерный и коллекторный переходы движутся и неосновные для каждой из областей транзистора носители. На работу транзистора существенно влияет движение неосновных носителей через коллекторный переход: дырок базы – в коллектор и электронов коллектора – в базу. Их количество растет с повышением температуры (тепловая генерация). Оно зависит также от материала полупроводника.

• Назад
• Вперёд