Зонные диаграммы полупроводниковой />-л-/>-структуры с двумя взаимодействующими переходами

На рис. 7.2. а приведены зонные диаграммы для равновесного состояния р-п-р структуры (эмиттерный и коллекторный переходы закорочены). Эмиттер и коллектор представляют собой низкоомные слои, а база является сравнительно высокоомным слоем K_J»N_dB,N_aK»N_dJJ.

В равновесном состоянии на обоих переходах соблюдается ди­намическое равновесие между потоками дырок, а также между пото­ками электронов, протекающих в ту и другую стороны (рис. 7.2, а).

Рассмотрим случай (рис. 7.2, б), когда на эмиттерный переход подается нормальное для него положительное смещение, а коллек- ^ТоРный переход по-прежнему замкнут. Потенциальный барьер эмит- ^1еРного перехода понижается и начинается инжекция дырок из эмит- ^Тера в базу и электронов из базы в эмиттер. (При большой разнице в

удельных проводимосгях эмиттера и базы электронная составляющая не играет большой роли и ею можно пока пренебречь).

Рис. 7.2. Зонные диаграммы полуироволниковой р-п-р-структу ры при различных режимах работы

Инжектированные дырки, пройдя базу («L _uj,), свободно

проходят через коллекторный переход. В выходной (коллекторной) цепи будет протекать ток, близкий к току эмиттера, поскольку реком­бинация в тонкой базе невелика.

Небольшая разность между эмиттерным и коллекторным токами составляет ток базы: этот ток создается электронами от внешнего»^с'
цника Е_э, которые пополняют убыль электронов в базе при реком-,_инаиии их с дырками. В транзисторной />-я-/?-структуре главными ^₀чими носителями, образующими токи через переходы, являются Ыр^кИ' ^{а ток} ^^{азы всегда} обусловлен электронами (поступающими от рношнего источника), которые компенсируют избыточный заряд ды- _оК в базе и обеспечивают ее электронейтральность.

Поскольку напряжение U_k =0. то полезная мощность в выход­ной цепи не выделяется и усиление отсутствует.

Если в выходную цепь включить резистор R_k для выделения мощности, то падение напряжения на нем создаст положительное смешение на коллекторном переходе. Тогда наряду с собиранием ды­рок. дошедших из эмиттера через базу, будет происходить инжекция дырок самим коллектором. В результате ток коллектора 1_к станет за­метно меньше тока эмиттера /_э, мощность в нагрузке будет невелика и усиления мощности практически не будет.

В активном (усилительном) режиме на коллекторный переход подается обратное (отрицательное) смещение, которое увеличивает высоту потенциального барьера коллекторного перехода (рис. 7.2,в). Теперь можно включать в выходную (коллекторную) цепь значитель­ное сопротивление без опасения вызвать инжекцию через коллектор­ный переход. При этом должно выполняться условие: -Е_к + 1_к ■ R_k <0, или \-Е_к\> I_kR_k. В активном режиме можно полу­чить значительную выходную мощность, а главное - усиление мощ­ности. так как токи /-, и I_к почти одинаковы, а сопротивление на­грузки R_k больше сопротивления открытого эмиттерного перехода.

Дата добавления: 2015-11-26