Iдиф э Iдиф эр.

Для оценки свойств транзистора вводится понятие коэффициента инжекции 

(6.1)

где I_эр – дырочная составляющая тока эмиттера,

I_э – ток эмиттера.

2) Дырки, попав в базу, диффундируют к коллекторному переходу П₂ (рис. 6.4), поле в котором является ускоряющим для дырок. Дырки, входя в коллекторный переход, захватывают его полем и попадают (экстрагируют) в коллектор, создавая в его цепи коллекторный ток I_к, зависящий от тока эмиттера I_э. Если толщина базы достаточна мала, то большенство дырок достигнет коллектора, не успев рекомбинеровать с электронами. При этом число дырок, проходящих через коллекторный переход П₂, несколько меньше, чем через эмиттерный переход П₁. Таким образом I_к  I_э.

3) Ток базы состоит из двух составляющих:

I_б = I_бр + I_бn,

где I_бр – дырочная составляющая тока базы, образованная в результате рекомбенации дырок с электронами,

I_бn – ток, обусловленный прохождением некоторого числа электронов из базы в эмиттер через эмиттерный переход П₁

I_бn = I_эn.

Обе эти составляющие образуются вследствие того, что в базу, вместо предшествующих в эмиттер и исчезнувших при рекомбенации электронов от источника напряжения эмиттер-база, входят новые электроны. Ток базы – явление вредное, желательно, чтобы он был как можно меньше. Для его снижения принимают следующие меры: базу делают очень тонкой; уменьшают в сотни раз концентрацию примесей, которая определяет концентрацию электронов.

I_эр = I_бр + I_кр,

где I_эр, I_бр, I_кр – дырочные составляющие соответственно эмиттера, базы, коллектора.

Часть дырок в базе рекомбенирует, но это малая часть, а значит I_крI_бр.

Для оценки транзистора вводится понятие коээфициента переноса не основных носителей через базу 

, (6.2)

где I_кр – коллекторный ток, обусловленный дырочной составляющей,

I_эр – эмиттерный ток, обусловленный дырочной составляющей.

Желательно, чтобы 0,960,996, что возможно при сокращении потерь дырок при рекомбенации при более тонкой базе.

Коллекторный ток, обусловленный дырочной составляющей связан с током эмиттера I_эр коэффициентом передачи тока :

, (6.3)

, (6.4)

(6.5)

=. (6.6)

Таким образом, для увеличения коэффициента передачи  необходимо увеличивать разность концентраций в эмиттере и базе основных носителей заряда и уменьшить толщину базы.

6.1. Распределение токов в структуре транзистора

На рис. 6.5 изображено распределение токов в структуре транзистора.

Рис. 6.5. Распределение токов в структуре транзистора

Наличие коллекторного перехода П₂ (рис. 6.5), включенного в обратном направлении, обуславливает протекание обратного тока I_ко (вследствие дрейфа не основных носителей заряда). Концентрация не основных носителей зависит от температуры, следовательно, и ток I_ко зависит от температуры, поэтому этот ток называется тепловым

I_к = I_э + I_ко.

Принцип действия биполярного транзистора основан на создании транзитного (проходящего) потока носителей заряда из эмиттера в коллектор через базу и управлении коллекторным (выходным) током за счет изменения эмиттерного (входного) тока, следовательно, биполярный транзистор управляется током.

Сопротивление эмиттерного перехода R_э составляет единицы-десятки Ом, поэтому в эту цепь обычно подается небольшое напряжение. Сопротивление коллекторного перехода R_к составляет сотни кОм – единицы МОм, поэтому в цепь коллектора подводят большое напряжение. В коллекторную цепь возможно включать большие внешние сопротивления. Таким образом, R_кR_э.

Вследствие того, что изменение тока эмиттера происходит в цепи с малым сопротивлением, а почти равное ему изменение тока происходит в цепи коллектора, обладающего большим сопротивлением, то мощность, выделяемая на сопротивление R_к, значительно превышает мощность в цепи эмиттера. Следовательно, транзистор обладает свойством усилителя.