6.2 Коэффициент передачи тока эмиттера и вольт-амперная

характеристика

Ток эмиттера, строго говоря, определяется не только электронами, но и дырками. Коллекторный ток, зависимый от I_э, определяется только электронами. Поэтому вводится понятие эффективности эмиттера.

,

где I_эn - электронная составляющая тока эмиттера;I_эp - дырочная составляющая тока эмиттера.

Коэффициентом переноса носителей через базу является отношение .

Статическим коэффициентом передачи тока эмиттера называется выражение ₀ = .

Для серийно выпускаемых транзисторов ₀ 0,9... 0,999.

Рассмотрим ход ВАХ, связывающих I_к иU_кб, а такжеI_эиU_эб. ЗависимостиI_к = f(U_кб) иI_э = f(U_эб) обычно называют коллекторными и эмиттерными ВАХ.

Нарисуем типичные кривые (рисунок 6.4, рисунок 6.5).

I_э =0.

I_э3 >I_э2 >I_э1.

Параметром коллекторных ВАХ является ток эмиттера.

Параметром эмиттерных ВАХ является напряжение коллектор - база.

При токе I_э =0 в коллекторной цепи протекает обратный ток КП (то естьI_кбо), образованный неосновными носителями. Этот ток зависит отU_кб, также как и ток диода, смещенного в обратном направлении. ПриI_э 0 в базу инжектируются электроны, и большая их часть достигает коллектора. Ток коллектора, обусловленный током эмиттера, будет равен₀ I_э. Изменение коллекторного напряжения от 0 до больших отрицательных значений лишь в очень слабой степени влияет на ток коллектора, так как коллектор собирает все электроны независимо отU_кб.

Наблюдаемое небольшое увеличение I_к с увеличениемU_кб объясняется тем, что увеличение U_кб приводит к расширению коллекторного перехода, уменьшается ширина базы, и это позволяет немного увеличить_0. Таким образом, полный ток коллектораI_к=I_э+I_кбо, а ток базыI_б=I_э-I_к.

При больших напряжениях U_кб ток коллектора резко возрастает вследствие пробоя перехода. При прямом смещении КП, как видно из ВАХ, ток коллектора уменьшается, доходит до 0, а затем меняет направление. Это объясняется тем, что при прямом смещении КП его поле становится тормозящим для электронов, движущихся из базы в коллектор, а также тем, что появляется прямой ток КП, направленный навстречу току, вызванномуI_э.

Характеристики I_к = f(U_кб) построены в третьем квадранте, так как коллекторное напряжение является обратным, а ток коллектора образован неосновными носителями заряда.

Эмиттерные ВАХ показаны на рисунке 6.5.

Рисунок 6.5

При U_кб = 0 ВАХ аналогична диодной ВАХ. ПриU_кб 0 характеристика смещается вверх, так как происходит расширение коллекторного перехода и уменьшение ширины базы. В этом случае при том же напряженииU_эб, что и для характеристики, соответствующейU_кб =0, увеличивается градиент концентрации электронов в базе. Это, в свою очередь, приводит к увеличению тока эмиттера. Так как обычно коллектор легирован слабее эмиттера и площадь КП больше площади ЭП, транзистор не является симметричным прибором. Однако эмиттер и коллектор при включении можно менять местами. Такое включение называется инверсным. Коэффициент передачи тока_0i эмиттера (когда коллектор стал эмиттером) меньше, чем при прямом включении. Это обусловлено меньшей электронной составляющей тока коллектора и ухудшением сбора электронов коллектором меньшей площади.