4. Статичні характеристики транзистора для схеми з загальним емітером, їх особливості.
Схема с общим эмиттером
;
- входная характеристика
;
- выходная характеристика
-
сдвиг из-за эффекта Эрли
;
-
статический коэффициент передачи тока
базы
;
;
С ростом
входные характеристики смещаются влево
с ТКН -2мВ/К
Выходные характеристики существенно смещаются вверх.
5. Електронно-дирковий перехід та його властивості. Вольт-амперна характеристика р-п-переходу.
Електронно-дірковим або р-n переходом називають перехідний шар між областями напівпровідник з різними типами провідності. Такий перехід є основою більшості напівпровідникових приладів.
Властивості р-n-переходу визначаються:
співвідношенням концентрацій донорів і акцепторів,
їх розподіленням по об’єму р- та n-областей,
геометрією цих областей.
Якщо концентрація донорів у n-області дорівнює концентрації акцепторів у р-області (Nд = Nа), то перехід називають симетричним; якщо ці концентрації не рівні (Nд ≠ Nа), то перехід називають несиметричним.
У напівпровідникових приладах ширше застосовуються несиметричні переходи.
В тому випадку, коли концентрація домішок різниться на порядок і більше, переходи називають односторонніми і позначають n+-р або р+-n. Індекс “+” підкреслює більшу електропровідність даної області монокристала.
Одна з напівпровідникових областей кристала, яка має більш високу концентрацію домішок (отже, і основних носіїв заряду), називається емітером, а друга, з меншою концентрацію – базою.
Властивості р-n-переходу.
Розглянемо процеси в р-n-переході у відсутності зовнішнього електричного поля (стан термодинамічної рівноваги).
Оскільки концентрація дірок у напівпровіднику р-типу набагато більша, ніж у напівпровіднику n-типу, і навпаки – в напівпровіднику n-типу висока концентрація електронів, то на межі розподілу напівпровідників з різною електропровідністю створюється перепад (градієнт) концентрації дірок та електронів. Це викликає процес дифузії носіїв заряду з області з підвищеною в область з низькою концентрацією носіїв.
Основні носії р-області – дірки – дифундують в n-область, а основні носії n-області – електрони – дифундують в р-область.
Коли під впливом сил дифузії носії перейдуть контактну границю, вони рекомбінують з основними носіями другої області. Внаслідок відходу основних носіїв з однієї області та їх рекомбінації у другій області у приконтактних областях створюється збіднений на рухомі носії заряду шар і з’являється нескомпенсований негативний заряд за рахунок іонів донорної домішки (в приконтактній області n-типу). Збіднений на рухомі носії заряду шар має незначну електропровідність і його називають запірним шаром.
Подвійний електричний об’ємний заряд створює електричне поле з напруженістю Ек, що спричиняє появу на кривій розподілу потенціалу в напівпровіднику потенціального бар’єра к.
Електричне поле, яке виникло у середині запірного шару, спричиняє спрямоване переміщення носіїв заряду через перехід – дрейфовий струм, спрямований назустріч дифузній складовій струму через перехід. Дрейфовий струм через перехід дорівнює:
Ідр = Ідр р + Ідр n. |
|
Напрям струмів дрейфу протилежний струмам дифузії і, за відсутності зовнішньої напруги та при незмінній температурі, ці струми однакові і повний струм через р-n-перехід дорівнює нулю:
І = Ідиф р + Ідиф n + Ідр р + Ідр n = 0. |
|
Ширина запірного шару в р- та n-областях залежить від концентрації іонів домішок у областях та тим менша, чим більша концентрація домішок. Тому, коли Nа >> Nд , перехід має подвійний електричний шар, ширина якого в області з меншою концентрацією домішок більша.
Залежність струму через р-n-перехід від прикладеної напруги І = ƒ(U) називається вольт-амперною характеристикою (ВАХ) електронно-діркового переходу і вона визначається виразом:
|
(**) |
де:
−
зворотний струм неосновних
носіїв через перехід. Його іноді
називають тепловим
струмом, тому що він
сильно залежить від температури – при
нагріві напівпровідника збільшується
генерація неосновних носіїв.
Вольт-амперна характеристика (ВАХ), що описується виразом (**) буде мати наступний вигляд (рис. 1).
