23. Параметры биполярного транзистора

Основными параметрами БТ является коэффициент передачи эмиттерного тока . Условие устраняет модуляцию Базы, которая происходит за счёт флуктуации напряжения К-Б (эффект Эрли). Это условия фактически полностью устраняет влияние выхода на вход, и следовательно стабилизирует численное значение отношения J_{k ­}/J_Э . Коэффициент передачи в большинстве практических схем включения тр-ра близок к 1 =0,95…0,995).Отметим, что нижний предел – самый плохой тр-р Коэф-т передачи опр-ся двумя параметрами связанных произведением: , где γ-коэф инжекции, -коэф переноса свободных НЗ

Коэффициент инжекции

Определяет долю электронной составляющей в общем токе эмиттера:

Усилительные свойства n+pnТр определяет только электронная составляющая тока инжектированных эмиттером НЗ, т.к. только они доходят до К. Дырочная сост-щая эмиттерного тока никаких полезных функций не выполняет, поэтому её стремятся свести к мин, а параметр γ максо приблизить к 1. Для отношения J_{k ­}/J_Э необходимо исходную конц-цию дырок , т.е. ту концентрацию которую формируют технологическими методами, с другой стороны концентрацию электронов в Э и их диффузионную длину наоборот надо . С учётом этих условий для коэф инжекции можно представить в след виде:

Согласно одноэлектронной теории должны вып-ся рав-ва: ,

С учётом кот: из этого равва видно, что коэф инжекции тем ближе к 1, чем > разница конц-ции атомов примеси в эмиттерных и базовых слоях и < толщина Б. Поэтому эмиттерный слой легирует макс-но вплоть до вырождения, а Б стремятся сделать как можно тоньше, т.е. тр-р как таковой перестал сущ-вать как прибор трёхэлекродной конструкции. При вып-нии этих условий γ может достичь 0.999.

24.Коэффициент переноса

Показывает, какая часть инжектированных в Б электронов доходит до К:

Это связано с тем, что часть электронов, инжектированных в базу успеваетрекомбинировать, и до коллектора не доходят. Поэтому этот коэф всегда меньше 1 на величину . Потери инжектированных в базу электронов ( ) тем <, чем тоньше база и > диффузионная длина эл-на. Поэтому коэф переноса можно представить в виде равенства:

При диффузионной длины инжектированных в Б эл-нов частотные св-ва тр-ра. Поэтому коэф переноса главным образом за счёт толщины Б, связь м/у эмиттерным, коллекторным и базовым током опр-тся равенством: Jэ=Jk+Jб

Используя можно упростить до вида: Jk= Jэ. Ан-но записывается связь между К и Б токами: Jk=BJ_Б, где В- коэф передачи Б тока описываемый равенством:

12. Особенности реальной вах p-n перехода.

Обратн ток реальных диодов сущ-но превышает ток J₀ , определяемый (2.76), кот получаются без учета генерационно-рекомбинационных процессов в переходе. При микроминиатюризации p-n переходов, уравнение (2.76) получает практическое знач т. к. в этом сл эл-ны пролетают ОПЗ как в вакууме. Вне этих пределов, составляющая обратн тока обусловлена процессом генерации электронно-дырочных пар в p-n переходе , наз-ным током термогенерации. Процесс генерации и рекомб-ции протекает во всех частях диода, как в ОПЗ p-n перехода, так и в n и p базах, в равновесном сост-и составляющие скорости рекомб и генерации = и противоп-ны по направлению, поэтому результир потоки носителей отсутствуют. С приложением диоду обратного смещения толщина ОПЗ , и обедненный слой будет доп-но обедняться свободными НЗ. Дефицит свободных НЗ замедлит процесс рекомб-ции в p-n переходе. В рез-те равновесие сдвиг-ся в сторону генерации. В рез-те избыточные генерируемые НЗ будут перебрасываться полем перехода в нейтральный области. Дырки в n обл, эл-ны в p обл. Эти потоки и образуют ток термогенерации, на вел-ну кот и будет обратного теплового тока J₀

Если принять условия:

(симметричный p-n переход), то

(2.79) где d – ширина ОПЗ p-n перехода.Из (2.79) видно, что сост-щая обратного тока, обусловленного генерацией, будет если:1) конц-ция , практически это достигается степени легир-я n и p областей p-n перехода.2)понижение диффузии длины НЗ L достигается t жизни τ.3)с толщины p-n перехода L.4) , что всегда реализуется с толщины запретной зоны Eg.

Например, если для германия задаться параметрами:

d=10­^-6 м; =0,02 Ом м (уд сопр); τ=10­^-6 м; =10­­¹⁰м^-3; Eg=0,72эВ ; то ток генерации составляет J_G=0.1J₀ (J₀теплов ток).При тех же условиях для кремния Eg=1,2 эВ и конц-ции собственных НЗ =10­­¹⁶м^-3, ток генерации J_G=3000J₀ (используется именно). Из этого =>, что для кремния ток термогенерации J_G будет основным. Составляем ВАХ

омический участок

а) прямая ветвь идеального (пунктир) и реального диода.

б) обратные ветви идеального и реального p-n перехода.

При прямом смещении концентрация свободных НЗ в p-n переходе , поэтому генерационно-рекомбинационный процесс сдвигается в сторону рекомбинации и ток в прямом направлении на некоторую вел-ну Jрек (ток рекомбинации). С прямого смещения относит доля тока рекомбинирует в общем, прямом токе, быстро ь. Поэтому Jрек оказывает существенное влияние на ВАХ только на начальном участке, когда еще существует p-n переход.