Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Cadence / DSD 1 / БТ / 1-5.doc
Скачиваний:
23
Добавлен:
16.04.2013
Размер:
387.07 Кб
Скачать

12

Биполярный транзистор

1. Структура биполярного транзистора (бт)

Рис. 1.2. Примесный профиль п-р-п БТ

Сплошные линии — активная область;

штриховые —

пассивная.

Пунктир (NE*) — эффективная концентрация примеси в эмиттере:

.

Примечание: Значения результирующей концентрации примеси и толщины слоев указаны ориентировочно.

2. Распределение токов и транзисторный эффект

Транзисторный эффект состоит в переносе электронов, инжектированных через эмиттерный (коллекторный) переход, через активную базу и собирании их коллектором (эмиттером). С транзисторным эффектом связаны токи Ie1(Vbe,Vbc) и Ic1(Vbc,Vbe). Каждый из этих токов зависит главным образом от напряжения на переходе, через который происходит инжекция (V — для тока Ie1 и V — для тока Ic1). Однако влияние напряжений на противоположных переходах также существенно.

Составляющие тока базы IB:

Iep (Vbe), Icp (Vbc)дырочные токи через эмиттерный (коллекторный) переходы (инжекция дырок из р-базы в n-эмиттер (коллектор);

Ierg (Vbe), Icrg (Vbc)токи рекомбинации-генерации электронно-дырочных пар в эмиттерном (коллекторном) переходах;

Ic2 (Vbc) — ток инжекции электронов из коллектора в пассивную базу. Эти электроны не переносятся в эмиттер (транзисторного эффекта нет), и ток течет по цепи база-коллектор.

Эти токи зависят только от одного напряжения (на соответствующем переходе) и имеют диодную ВАХ. Ктранзисторному эффектуотношения не имеют.

Ie1 /BF, Ic1 /BR — токи электронов, инжектированных в базу из эмиттера (коллектора), и рекомбинирующих с дырками, которые поступают в базу из контакта.

1/ BF = TF / F , (2.1а)

и 1/ BR = TR / R — (2.1б)

вероятности рекомбинации, т.е. отношения времен пролета через активнуюбазу в прямом и обратном направлениях (TF и TR) к временам жизни в базе для электронов, инжектированных из эмиттера и коллектора (F иR).

Токи Ie1(Vbe,Vbc) и Ic1(Vbc,Vbe), составляют транзисторный эффект. Этот эффект отсутствует, еслиTF(R) / F(R) = . При этом BF(R) = 0, иIc1(e1) = 0.

Времена пролета

Прямое и обратное времена пролета неосновных носителей заряда через активную базу зависят от толщины базы (которая сама зависит от напряжений).

Практически этими зависимостями пренебрегают, полагая

.

При этом справедливы соотношения теории дрейфового транзистора [4]:

; .

При экспоненциальном распределении примеси в базе:

;,

где — фактор поля в базе,— значенияна границах с эмиттерным и коллекторным переходами (см рис. 1.2),

время пролета под действием диффузии .

Наиболее точный метод расчета токов Ie1(Vbe,Vbc) и Ic1(Vbc,Vbe) предложен Гуммелем и Пуном (Gummel, Poon).

3. Метод Гуммеля-Пуна

Метод состоит в решении уравнения непрерывности потока электронов через активную базу при следующих допущениях:

Соседние файлы в папке БТ