Транзисторы

Реализовав два р-п перехода на небольшом расстоянии друг от друга, как это схематично показано на рис. 1.5.1, получим плос­костной биполярный транзистор. На левом эмиттерном р-п переходе создается смещение в прямом направлении, на правом коллекторном р-п пе­реходе — в обратном. В полупроводнике, находящемся между эмиттерным и коллекторным р-п переходами, образуется область, которую называют базой. Области по обе стороны от базы назы­вают соответственно эмиттером и коллектором.

Принцип работы транзистора. Рассмотрим принцип работы транзистора. Когда ключ S на рис. 1.5.1 разомкнут, ток -I- цепи эмиттера отсутствует. При этом в цепи коллектора имеется не­большой ток, называемый обратным током коллектора и обозна­чаемый ikbo (буква О в индексе от слова «обратный», поэтому неправильно обратный ток коллектора называть нулевым). Этот ток очень мал, так как при обратном смещении коллекторного перехода потенциальный барьер велик и непреодолим для основ­ных носителей — дырок коллектора и свободных электронов базы. Коллектор легирован примесью значительно сильнее, чем база. Вследствие этого неосновных носителей в коллекторе значительно меньше, чем в базе, и обратный коллекторный ток создается глав­ным образом неосновными носителями: дырками,

Рис. 1.5.1 Транзистор

Рис. 1.5.2 Выходные характери­стики транзистора в схеме с ОБ

генерируемыми эмиттерным и коллекторным р-п переходами, образуется область, которую называют базой.. На рис.1.5.2 приведены выходные характеристики транзистора, включенного по схеме, приведенной на рис. 1.5.1.

Для рассматриваемого p-n-p-транзистора принято отрицатель­ное напряжение коллектор — база откладывать вправо по оси абсцисс.

Нижняя кривая соответствует разомкнутому положению ключа в цепи эмиттера и показывает зависимость обратного тока коллек­тора от напряжения на коллекторном переходе.

Замыкание ключа в цепи эмиттера приводит к появлению тока в этой цепи, так как смещение эмиттерного р-п перехода в прямом направлении понижает потенциальный барьер для дырок, перехо­дящих из эмиттера в базу, и для электронов, переходящих из базы в эмиттер. Нас интересуют только избыточные дырки, попадающие из эмиттера в базу, потому что только они создают приращение коллекторного тока. Говорят, что эти дырки инжектируются в базу через переход.

В базе обычного транзистора электрическое поле отсутствует, поэтому дальнейшее движение инжектированных дырок определя­ется процессом диффузии. Так как толщина базы транзистора зна­чительно меньше длины свободного пробега дырки до рекомбина­ции, то большая часть инжектированных дырок достигает коллек­торного перехода, благодаря чему коллекторный ток увеличива­ется.

Семейство выходных характеристик транзистора показано при некоторых постоянных значениях эмиттерного тока.

Модуляция толщины базы. Выходные характеристики, соответ­ствующие отрицательным значениям напряжения коллектор — ба­за, в правом верхнем квадранте идут почти горизонтально, но все же с небольшим подъемом. Это связано с изменением (модуляцией) толщины базы (эффект Эрли).

Дата добавления: 2015-07-08