Работа транзистора в актином режиме

Для рассмотрения этого режима воспользуемся рис. 1, в, на котором представлена структура транзистора, изображены основные потоки движения электронов и дырок, приведена схема подключения источников напряжения к переходам.

Рассмотрим отдельные фазы процесса движения носителей через транзистор, приводящего к созданию протекающих через транзистор токов.

Инжекция электронов в базу. Инжекцией называют процесс введения неравновесных носителей. Так как источник напряжения ?_Эб подключен к эмиттерному /?⁺-/>-переходу в прямом направлении (минус на эмиттере, плюс на базе), из эмиттера в базу инжектируются электроны, а из базы в эмиттер дырки. Поскольку эмиттер легирован значительно сильнее базы, поток электронов будет намного больше встречного потока дырок, и поэтому он определяет основные процессы, происходящие в транзисторе. Через эмиттерный переход протекает достаточно большой прямой ток /3.

Экстракция электронов в коллекторную область. Экстракцией называют процесс отбора из приповсрхност;

ного слоя части равновесных носителей (процесс, обратный инжекции). Из-за разности концентраций инжектированные в базу электроны движутся к коллектору, стремясь равномерно распределиться по всему объему базы. Толщина базы w значительно меньше диффузионной длины L, поэтому большинство электронов достигает коллекторного перехода, не успевая рекомбинировать в базе. Рекомбинация — восстановление разрушенной валентной связи (при встрече электрона с дыркой). Вблизи коллекторного перехода электроны попадают под действие электрического поля этого обратно смещенного перехода. Так как электроны в базе являются неосновными носителями, происходит экстракция, или отбор (прохождение) электронов в область коллектора. В коллекторе электроны становятся основными носителями зарядов и, поскольку источник напряжения Екб подключен плюсом к коллектору, они легко доходят до коллекторного вывода, создавая коллекторный ток /к во внешней цепи транзистора. Дрейф электронов через коллекторный переход снижает их концентрацию в области базы, что создает благоприятные условия для инжекции эмиттером потока электронов.

Рекомбинация части электронов в базе транзистора. Как показано выше, большинство электронов, инжектированных эмиттером в базу, попадает в область коллектора. Однако небольшая часть их все-таки успевает рекомбинировать в области базы. Рекомбинация электронов вызывает соответствующий ток во внешней цени — ток базы /_ь. Поэтому коллекторный ток / _к всегда оказывается меньше эмиттерного /э;

Некоторые соотношения между транзисторными токам и. В активном режиме между токами биполярного транзистора существует соотношение.

Для оценки усилительных свойств транзисторов используются следующие параметры:

=> коэффициент передачи эмиттерного тока. Параметр, определяющий долю носителей зарядов (в рассматриваемом случае электронов), инжектированных эмиттером и достигших вследствие диффузии коллектора:

=> коэффициент передачи базового тока.

Коэффициенты, а и Р являются важнейшими физическими параметрами биполярного транзистора. Так как, а «1, то р «1. Для современных.

транзисторов максимальное значение, а составляет порядок 0,995, ар — 200. Из (2) и (3) следует, что Р = а /(1 — а) или, а = р/(1 + Р).

Выражение для полного тока коллектора имеет вид:

где / ко — тепловой ток коллекторного перехода; <�р_т «26 мВ.