Так, при п = 6 В = 50 uКЭпр 12 uКБпр .

При тонкой базе, характерной для высокочастотных транзисторов, пробой может наступать из-за смыкания расширяющегося запорного слоя коллекторного перехода с запорным слоем эмиттера. В этом случае напряжение пробоя не зависит от схемы включения.

3.4. Транзистор на высоких частотах

Рассмотрим инерционные процессы в транзисторе и связанные с ними ограничения при работе на высоких частотах.

Равновесные распределения носителей тока устанавливаются после изменений внешних напряжений или токов не мгновенно. Перенос неосновных носителей через базу есть процесс диффузии (рассматриваем транзистор с равномерным легированием базы) и длится конечное время. Этот процесс описывается уравнениями в частных производных. Однако прямой анализ процессов сложен и поэтому прибегают в качестве удовлетворительного приближения к более грубой модели, описывающей уменьшение амплитуды выходного тока с увеличением частоты входного тока. Часто используется эквивалентная схема, которую получают, добавляя к низкочастотной эквивалентной схеме (рис. 3.11) диффузионные и барьерные емкости переходов.

Рис. 3.17. Эквивалентная схема транзистора на высоких частотах

Параметры всех элементов схемы вычисляются исходя из рассмотренной ранее физической модели транзистора и уточняются по его реальным характеристикам (диффузионные емкости транзистора вычислим позднее).

Входной малый переменный ток iЭ растекается в сопротивление rЭ , что отражает изменение тока диффузии при изменении напряжения на входе и в конденсатор СЭ, что отражает изменение заряда неосновных носителей в

ранее [см. (3.23)]). Если за ток генератора принять полный ток эмиттера IЭ , то для получения эквивалентного результата нужно ввести зависимый от

Если не анализировать процессы в транзисторе, а подойти формально, то, зная или измеряя реальную частоту fα , на которой усиление

по току падает в 2 раз, можем использовать аппроксимацию (3.49) и эквивалентную схему рис.3.17, в которой считаем емкость СЭ равной

В выражении (3.49) для не учитывается в полной мере временная задержка при прохождении тока через транзисторную структуру. Более точной является аппроксимация

где коэффициент m зависит от структуры транзистора и его технологии (m = 0,2 – I), 0,2 – для транзисторов с равномерно легированной базой, I – для

Соотношение величин токов определяет эффективность эмиттера [см.(3.4)]

Выражая токи через γ, получаем наглядную формулу для диффузионной емкости транзистора

Обычно γ близко к единице ( inp << ipn ) и зарядом в эмиттере можно пренебречь

Формула (3.61) справедлива и для коллекторного перехода при использовании транзистора в инверсном включении. При этом γ = γI, которое может быть много меньше единицы. При инверсном включении формула (3.62) может дать очень большую погрешность.

Диффузионная емкость велика. Так, если в = 10 мкм, iЭ = 1мA, то

использовать линейное соотношение между током эмиттера и зарядом в базе

В активном режиме iК ≈ iЭ и соотношение (3.66) приближенно справедливо и для тока коллектора

Величину QБ iК можно трактовать как среднее время прохождения носителей тока через базу, или время пролета

Это время, в течение которого заряд, равный QБ достигает коллектора. Отсюда следует, что частота ωα обратна времени пролета

Заряд в базе можно связать и с током базы, исходя из уравнения непрерывности

В то же время для активного режима транзистора в соответствии с (3.68)

Статический коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером равен отношению времени жизни носителей в базе к времени пролета.

Зависимость коэффициента усиления по току от частоты характеризует частотные свойства транзисторного каскада при включении его по схеме с общим эмиттером. Воспользуемся выражением (3.49) для α и определением

ограничиваемые кривыми В(ω) и α(ω). Следовательно площади усиления по