![](/user_photo/1144_wzNgE.jpg)
- •Полупроводники с электронной электропроводностью
- •Дрейфовый ток
- •Полупроводники с дырочной электропроводностью
- •Диффузионный ток
- •Электронно-дырочный переход в состоянии равновесия
- •Прямое включение p-n перехода
- •Обратное включение р-п-перехода
- •Теоретическая вольтамперная характеристика p-n перехода
- •Реальная вольтамперная характеристика p-n перехода
- •Емкости p-n перехода
- •Гетеропереходы
- •Контакт между полупроводниками одного типа электропроводности
- •Контакт металла с полупроводником
- •Омические контакты
- •Явления на поверхности полупроводника
- •Выпрямительные диоды
- •Стабилитроны и стабисторы
- •Универсальные и импульсные диоды
- •Варикапы
- •Биполярные транзисторы
- •Статические характеристики биполярных транзисторов
- •Дифференциальные параметры биполярного транзистора
- •Линейная (малосигнальная) модель биполярного транзистора
- •Частотные свойства биполярного транзистора
- •Способы улучшения частотных свойств биполярных транзисторов
- •Работа транзистора в усилительном режиме
- •Переходные процессы при переключении транзистора
- •Полевой транзистор с p-n переходом.
- •Полевой транзистор с изолированным затвором (мдп-транзистор).
Способы улучшения частотных свойств биполярных транзисторов
Рассмотренное выше позволяет сделать следующие выводы. Для улучшения частотных свойств (повышение предельной частоты ) рекомендуется следующее.
1. Уменьшать время пролета инжектированных носителей в базовой области, т.е.а) уменьшать ширину базовой области WБ; б) создавать n-р-n транзисторы, так как подвижность электронов выше, чем у дырок, примерно в 2 раза; в) использовать германиевые БТ, так как в германии подвижность носителей выше. Еще большие возможности открывает использование арсенида галлия.
-
Создавать ускоряющее поле в базовой области для инжектированных из эмиттера носителей. Последнее возникает при неравномерном распределении примесей в базе по направлению от эмиттера к коллектору (рисунок 3.12). Концентрацию около эмиттера делают примерно в 100 раз больше, чем около коллектора.
Рисунок 3.12 К образованию электрического поля в базе дрейфого БТ.
Появление поля
объясняется просто. Так как концентрация
основных носителей в любой точке базы
(дырок n-р-n транзистора) приблизительно
равна концентрации примесей в этой
точке, то распределение примесей Na(х)
одновременно
будет и распределением дырок p(х).
Под влиянием градиента концентрации
дырок будет происходить их диффузионное
движение к коллектору, приводящее к
нарушению условия электрической
нейтральности: около эмиттера будет
избыток отрицательного заряда ионов
акцепторов, а около коллектора - избыток
положительного заряда дырок, которые
приходят к коллекторному переходу, но
не проходят через него. Нарушение
электрической нейтральности приводит
к появлению внутреннего электрического
поля в базовой области (минус у эмиттера,
плюс у коллектора). Появляющееся поле,
в свою очередь, вызовет встречное
дрейфовое движение дырок. Нарастание
поля и дрейфового потока будет происходить
до того момента, когда дрейфовый и
диффузионный токи дырок уравняются.
Легко видеть, что установившееся
(равновесное) значение поля будет
ускоряющим для электронов, которые
входят в рабочем режиме из эмиттера в
базу и будут уменьшать их время пролета,
т.е. повышать предельную частоту БТ.
Биполярные транзисторы с неравномерным
распределением примесей в базе, приводящим
к появлению ускоряющего поля, называются
дрейфовыми, а обычные - бездрейфовыми.
Практически все современные
высокочастотные и сверхвысокочастотные
БТ являются дрейфовыми. Уменьшение
времени пролета в базовой области n-р-n
транзистора при экспоненциальном законе
убывания концентрации акцепторов от
Nа(0)
до Nа(WБ)
учитывается коэффициентом неоднородности
базы: =0,5lnNА(0)/NА(WБ)
Поэтому [см. (5.93)] можно написать
Для бездрейфовых
транзисторов=0
,
а типичные значения для дрейфовых
транзисторов
.
3. Уменьшать барьерные емкости эмиттерного и коллекторного переходов путем уменьшения сечения областей транзистора и увеличения ширины переходов (выбором концентрации примесей и рабочего напряжения).
4. Уменьшать омическое сопротивление областей базы rББ.
5. Уменьшать время пролета носителей в области коллекторного перехода.
Следует отметить, что ряд требований несовместимы и необходимо при создании транзисторов применять компромиссные решения.