Складовий транзистор

В інтегральних мікросхемах і підсилювачах для отримання великого вхідного опору і коефіцієнта передачі струму бази застосовують складовий транзистор. Складовий транзистор – це два транзистора, ввімкнені так, що вихідний струм колектора буде рівний сумі струмів обох транзисторів, струм емітера першого транзистора буде рівний струму бази другого транзистора, вхідний струм рівний струму бази першого транзистора.

Рисунок 43 Схема складового транзистора

Відповідно до схеми складовий транзистор можна представити як один еквівалентний з відповідними параметрами. Для визначення параметрів скористаємося залежностями струмів звичайного транзистора.

Знайдемо загальний струм складового транзистора.

Для нормальної роботи складового транзистора необхідно вибрати 2 різних: малопотужний транзистор, який буде визначати вхід складового, і другий – значно потужніший, він буде визначати вихід складового транзистора. Така схема широко застосовується в компенсаційних стабілізаторах постійної напруги. В інтегральних мікросхемах цю умову практично виконати неможливо, тому при використанні складового транзистора додатково в схему вмикають резистори для організації паралельного відводу струму емітера першого транзистора.

Для визначення останніх параметрів користуються еквівалентною схемою для двох транзисторів.

Основна перевага: великий вхідний опір, який в першому наближенні рівний .

Недолік: зменшується вихідний опір, який приблизно рівний паралельному ввімкненню r_K1 і r_K2 :

.

Рисунок 44 Еквівалентна схема складового транзистора як чотириполюсника

Пробої транзисторів. Шуми транзисторів.

На роботу транзистора великий вплив має напруга на колекторі U_K. Такий вплив обумовлений тим, що при зміні напруги на колекторі U_K змінюється товщина колекторного переходу і зменшується активна товщина бази. При достатньо великій напрузі на колекторі U_K вплив оказує лавинне розмноження носіїв, викликане збільшенням градієнта концентрації носіїв в базі і градієнта напруженості електричного поля. Зменшення товщини бази приводить до зменшення рекомбінаційної складової, а значить збільшується коефіцієнт передачі струму бази h₂₁ по схемі з спільним емітером.

Це приводить до наступних явищ:

Тепловий пробій

Змикання переходів

Рисунок 45 Змикання переходів транзистора

а) енергетичні зони при малих U_K;

б) змикання областей об’ємного заряду.

При достатньо великій напрузі на колекторі U_K розширення колекторного переходу може досягти емітерного переходу, при цьому потенціал емітерного переходу зменшується, що приводить до збільшення струму емітера І_Е.

В зв’язку з тим, що активна ширина бази практична відсутня, а відповідно відсутня рекомбінація носіїв заряду в області бази, то буде збільшуватися колекторний струм. Змикання переходів нагадує коротке замикання емітера і колектора, і, якщо не обмежити струм, змикання переходів може перерости в тепловий пробій, або в вторинний пробій, при якому буде відбуватися шнурування струмів. Це явище обмежує величину напруги на колекторі.