3.4 Пробой в транзисторе

Пробой в транзисторе отличается от пробоя в обычном полупроводниковом приборе. Это объясняется следующим образом:

1. При увеличении меняется толщина базы. База может быть полностью поглощена коллекторным переходом – смыкание базы.

2. В коллекторном переходе могут происходить лавинные пробои, которые могут протекать по-разному.

3. В транзисторе возможен вторичный пробой, приводящий к резкому увеличению тока через транзистор при резком падении напряжения между коллектором и эмиттером.

1. Смыкание переходов.

При достаточно больших область объёмного заряда коллекторного перехода может достигнуть эмиттерного перехода. Происходит смыканиеp-n-перехода. Потенциальный барьер уменьшается, возрастает ток эмиттера и ток коллектора.

Чем меньше толщина базы, тем вероятнее пробой. Чем больше, тем меньше напряжение пробоя. По этой причине транзисторы имеют малый коэффициент.

2. Лавинный пробой коллекторного перехода.

Протекание этого пробоя зависит от сопротивления в цепи базы.

Если ток в цепи базы неограничен, например, как в схеме с ОБ, то в таком случае пробой протекает так же, как в обычном диоде.

Если ток в цепи базы ограничен, как в цепи с ОЭ, то образующиеся за счёт лавинного пробоя (размножения) носители заряда будут попадать в область базы. Основные носители (для базы) будут уходить в область базы, неосновные – в область коллектора.

В области базы происходит избыточное накопление основных носителей заряда. Т. к. R большое, то это изменение основных носителей не может быть скомпенсировано через входной источник . В результате потенциал базы будет увеличиваться. А увеличение потенциала базы приводит к дальнейшему открыванию эмиттерного перехода. Происходит увеличение тока эмиттера и тока коллектора. Через транзистор протечёт большой неуправляемый ток. Вероятность такого пробоя будет тем выше, чем выше сопротивление базыR.

!Впаивают вначале и выпаивают в последнюю очередь вывод базы.

0 < < .

3. Вторичный пробой.

Под вторичным пробоем понимают внезапный переход транзистора в состояние с большим прямым током и малым падением напряжения. При вторичном пробое ток локализуется в небольшой области. Возникает шнур проводимости. Возникновение такого шнура связано с наличием дефектов транзистора. Шнур приводит к следующим последствиям:

Происходит тепловая генерация носителей заряда в перегретом месте, что приводит к большой плотности тока, а соответственно к большому перегреву этой области. В результате зона объёмного заряда может полностью исчезнуть. Увеличение плотности тока может привести к уменьшению толщины p-n-перехода, → увеличению напряжённости электрического поля, → увеличению лавинного пробоя, → дальнейшему увеличению количества носителей заряда. Происходит резкое падение напряжения на переходе. Эта зависимость видна на выходных характеристиках КЭ:

Разогревается только локальная область, а не весь транзистор. Процесс происходит очень быстро. Эмиттерная область соединяется с коллекторной.

В транзисторе возможен и тепловой пробой за счёт перегрева структуры. В результате кристалл плавится.