Файл: Tverdotila_elektronika.pdf

струм IK залежить від струму емітерного. Це основний

режим роботи БТ як підсилювального приладу, коли вихідним струмом можна керувати за допомогою зміни вхідного струму.

4 Інверсний режим. Це також режим керованого вихідного струму, однак ЕП увімкнено у зворотному напрямі, КП – у прямому.

3.1.3 Принцип дії біполярного транзистора в активному режимі

Принцип дії БТ розглянемо на прикладі схеми зі спільною базою (ССБ), яку показано на рисунку 3.4.

Рисунок 3.4 – Струми в БТ, що працює в активному режимі

На рисунку суцільними стрілками показано діркові струми, або ж умовно прийняті (від “+” до “-”) напрями електронних струмів у p - областях, пунктирними стрілками – електронні струми в базі.

При полярності напруги U ÅÁ , що показано на рисунку

3.4, дірки з емітера інжектують у базу, а електрони – з бази в емітер, оскільки ЕП увімкнено в прямому напрямі. Через ЕП протікають емітерні струми: дірковий IEp та

75

електронний IEn . Отже, в зовнішньому колі протікає емітерний струм

Внаслідок інжекції концентрація дірок у базі біля ЕП підвищується до величини pÁÅ , яку можна визначити за формулою (1.19):

де pn0 - концентрація дірок у базі в стані рівноваги.

Розглянемо розподіл концентрації неосновних носіїв (дірок) у базі в цьому режимі. Протяжність бази позначимо координатою х, тоді границя ЕП відповідає випадку x 0 , а границя КП – x . При x 0 концентрація дірок визначається за формулою (3.3). Концентрацію дірок у базі біля КП ( x ) визначають за виразом

Розподіл неосновних носіїв у базі транзистора в установленому режимі визначають за допомогою рівняння неперервності:

76

З формули (3.6) випливає, що градієнт концентрації неосновних носіїв у базі є величиною сталою відносно координати х, тобто розподіл концентрації дірок у базі має лінійний характер (рис. 3.5).

Рисунок 3.5 – Розподіл концентрації дірок у базі БТ в активному режимі

З цього рисунка та формул (3.3) і (3.6) бачимо, що градієнт концентрації дірок змінюється при зміні напруги U ÅÁ . Під дією цього градієнта дірки дифундують через базу

від емітера до колектора. Частина дірок, не досягши КП, рекомбінує в області бази з електронами. На місце електронів, що рекомбінували, від джерела U ÅÁ надходять

77

нові електрони, створюючи рекомбінаційну складову струму бази IÁ ðåê .

Дірки, що досягли КП, створюють колекторний дірковий струм IKp , причому внаслідок рекомбінації в базі

IKp IEp . Процес перенесення неосновних носіїв через базу

під дією градієнта концентрації характеризується коефіцієнтом перенесення:

який оцінює міру зменшення колекторного діркового струму IKp стосовно емітерного струму IEp .

Дірки, досягши КП, який увімкнено у зворотному напрямі, потрапляють у його прискорювальне поле і перекидаються (екстрагуються) в p - область колектора.

Екстракція дірок може супроводжуватись ударною іонізацією атомів НП і, як наслідок, лавинним множенням носіїв (при великій зворотній напрузі U KÁ ). Дірки, що

потрапили в колектор внаслідок екстракції (при малих U KÁ ) або ударної іонізації, порушують електричну нейтральність p - області, і це викликає приплив електронів від джерела

78