Коэффициенты инжекции и эффективность эмиттера

В плоскости р-п перехода (х = ±0) ток диода имеет электронную и дырочную составляющие (И.4.9). Отношения.

показывающие, какие части тока через переход переносятся электронами и дырками, называются коэффициентами инжекции электронов и дырок, соответственно. Очевидно, что сумма коэффициентов инжекции электронов и дырок равна 1.

Коэффициент инжекции носителей, инжектируемых из эмиттера в базу, называется эффективностью эмиттера. В случае эмиттера /7-типа эффективность эмиттера равна коэффициенту инжекции электронов.

Величина эффективности эмиттера не является, как правило, важным параметром полупроводникового диода, однако в биполярном транзисторе имеет решающее значение. Учитывая, что для p-базы и /7-эмиттера I_SB = I_Sn, I_SE = /₅, а для гг-базы и /7-эмиттера I_SB = I_Sp, I_SE = I_Sn, с учетом (11.4.18а, б) и (П. 4.26а, б) получаем.

Для эффективности эмиттера всегда справедливо соотношение.

В практически важном случае N_L «N_B, G_E «G_B эффективность эмиттера близка к 1, и ВАХ определяется свойствами базы.

Основные выводы

• 1. Анализ идеализированного диода сводится к решению биполярных уравнений непрерывности в базе и эмиттере без учета электрического поля.
• 2. ВАХ идеализированного диода описывается уравнением I = I_s(e^v^^T -1) и полностью определяется единственным параметром — тепловым током I_s.
• 3. При обратном смещении температурная зависимость ВАХ определяется температурной зависимостью теплового тока и характеризуется температурой T_s или температурой удвоения Г₂, которые определяются соотношениями (II.4.33) и (11.4.34).
• 4. При прямом смещении температурная зависимость ВАХ характеризуется температурным коэффициентом напряжения (ТКН), величина которого отрицательна.
• 5. Выпрямляющие свойства диода проявляются в различии дифференциального и статического сопротивлений. При прямом смещении (I«I_s) дифференциальное сопротивление диода обратно пропорционально току: г = ср_г / /; при обратном смещении (/ ~ -l_s) дифференциальное сопротивление диода бесконечно велико.
• 6. Соотношение дырочного и электронного токов в плоскости перехода определяется эффективностью эмиттера. Эффективность эмиттера увеличивается с увеличением толщины и степени легирования эмиттера и уменьшением толщины и степени легирования базы.
• 7. В случае, когда эмиттер легирован значительно сильнее базы, эффективность эмиттера близка к 1, инжекция неосновных носителей заряда имеет односторонний характер (в базу из эмиттера), и ВАХ определяется свойствами базы.