Модуляция толщины базы (эффект Эрли)

Толщина р-п перехода зависит от величины и знака напряжения смещения.

При наличии прямого смещения (U_np) толщина р-п перехода мала, поэтому при изменении U_э.п.. изменения толщины эмиттерного перехода также малы и их можно не учитывать.

К коллекторному переходу приложено обратное напряжение U_к.п.. Толщина перехода сравнительно большая. Коллекторный переход расположен почти целиком в области базы. Поэтому изменения толщины коллекторного перехода при изменениях напряжения на коллекторе приводят к заметному изменению толщины базы.

С ростом U_к.п. ширина перехода увеличивается, а толщина базы уменьшается.

Изменение толщины базы транзистора в результате изменения ширины слоев пространственных зарядов р-п переходов при изменении напряжения на них называется модуляцией толщины базы или эффектом Эрли.

Уменьшение толщины базы снижает число рекомбинаций дырок при их диффузии через базу и увеличивает коэффициент переноса дырок χ и ток коллектора I_к.

Увеличение толщины базы (при U_э.п.=const) приводит к уменьшению тока эмиттера.

Изменение ширины базы существенно влияет на физические процессы в ней. Изменяется соотношение между током коллектора и базы, плотность диффузионного дырочного тока тоже изменяется.

1. коэффициент а зависит от U_к.п.;

2. изменяется время диффузии дырок, что сказывается на частотных свойствах транзистора.

Способы включения биполярных транзисторов

б) схема с общим эмиттером (ОЭ);

в) схема с общим коллектором (ОК).

Т

а) схема с общей базой (ОБ);

ранзистор включается тремя различными способами:

Наиболее широкое распространение получили схемы с общим эмиттером и общим коллектором.

Статические характеристики

Приведённые в справочнике, они представляют собой графики экспериментально полученных усреднённых зависимостей между токами в цепях электродов и напряжениями на них. При построении в качестве независимых переменных можно принять ток или напряжение, или и то и другое.

В качестве независимых переменных используют входной ток I_б, т.е. полагают I_б=const (или I_э), и напряжение выходного электрода U_кэ (или U_к).

Если обозначить входные величины индексом I₁ и U₁, а выходные I₂ и U₂, то удобно в качестве независимых переменных (аргумент) при построении характеристик брать входной ток I₁ и выходное напряжение U₂, а в качестве зависимых (функция) - выходной ток I₂ и входное напряжение U₁.

Тогда для любой схемы включения транзистор можно характеризовать четырьмя статическими характеристиками:

1) входные характеристики

2) характеристики обратной связи по напряжению

3) выходные характеристики

4) характеристики передачи по току (прямой передачи)

В справочниках обычно приводятся характеристики для двух схем: с общей базой и с общим эмиттером.

Статические характеристики в схеме с общей базой

Входные:Выходные:

Входные характеристики

Для удобства расчётов в справочнике обычно приводят I_э=f(U_э).

При U_к=0, вольтамперная характеристика аналогична диоду при прямом смещении.

При небольшом отрицательном напряжении U_к, кривая смещается к оси токов, что в первый момент сильно заметно. Это смещение объясняется тем, что градиент концентрации неосновных носителей в базе увеличивается и при неизменном U_э ток эмиттера несколько увеличивается.

При дальнейшем увеличении отрицательного напряжения на коллекторе U_K характеристики почти сливаются и влияние коллекторного напряжения на ток эмиттера ничтожно мало.

При U_K<0 ток эмиттера отличен от нуля, даже при U_э=0, т.к. в базе при этом существует некоторый градиент концентрации неосновных носителей за счёт тока I_ко.