Файл: Tverdotila_elektronika.pdf

напруги, прикладена до ЕП, спадає на опорі r , і це знижує

Á

ефективність керування струмом у транзисторі.

Дифузійний опір бази r відображає вплив колекторної

Á

напруги на ширину бази внаслідок зміни товщини КП. Нехай, наприклад, напруга на колекторі збільшилася. Це приводить до зменшення ширини бази. Оскільки напруга U EÁ не змінилася, то струм емітера має залишитися

постійним. Проте він збільшується внаслідок зростання градієнта концентрації дірок у базі (див. рис. 3.19). Для збереження IE const потрібно зменшити концентрацію

дірок PÁE біля ЕП, тобто зменшити напругу на ЕП. Щоб напруга на ЕП зменшилася при незмінній напрузі U EÁ , опір

бази має зрости на деяку величину r (див. рис. 3.38).

Á

Для ССЕ Т-подібна еквівалентна схема БТ має вигляд, показаний на рисунку 3.39. Ця схема також досить точно описує властивості приладу в діапазоні низьких частот.

Рисунок 3.39 – Т-подібна еквівалентна схема БТ у ССЕ

Значення параметрів Т-подібних фізичних еквівалентних схем залежить від обраного режиму транзистора і не залежить від схеми його ввімкнення.

Безпосереднє вимірювання фізичних параметрів БТ неможливе, бо точка з’єднання опорів rÁ , rE і rK

121

знаходиться всередині кристала напівпровідника. Тому ці параметри розраховуються за допомогою формул, які зв’язують фізичні параметри з h -параметрами БТ (таблиця 3.5).

Таблиця 3.5

Фізичні параметри БТ залежать від режиму роботи і температури. Розглянемо залежності, що ґрунтуються на таких формулах:

122

формулою (3.52). Опір rK також обернено пропорційний до

123

I Å . При збільшенні I Å опір активної області бази rÁ

зменшується, і сумарний опір бази визначається здебільшого пасивними областями.

Залежність f (IE ) відома з попереднього матеріалу. Щоб зміна при зміні струму I Å була помітніша, на

Залежність фізичних параметрів від напруги U KÁ показана на рисунку 3.41.

Рисунок 3.41 - Залежність фізичних параметрів БТ від колекторної напруги

а потім зменшується внаслідок ударної іонізації і множення носіїв у запірному шарі, а також за рахунок процесів поверхневого витоку. Залежність опору rÁ від напруги U KÁ

зумовлюється модуляцією активної ширини бази: при збільшенні U KÁ зменшується ширина бази, зменшується ймовірність рекомбінації неосновних носіїв і зменшується

124

базовий струм, тобто дещо зростає базовий опір rÁ . Залежність f (U ÊÁ ) відома з попереднього матеріалу.

Залежність фізичних параметрів БТ від температури показана на рисунку 3.42.

Рисунок 3.42 - Залежність фізичних параметрів БТ від температури

Опір БТ rE згідно з формулою (3.52) лінійно залежить

від температури. Коефіцієнт передачі струму збільшується під час нагрівання, оскільки час життя носіїв зростає при збільшенні температури (і тому зростає дифузійна довжина дірок у базі LpÁ і збільшується

коефіцієнт перенесення - див. формулу (3.7)).

Опір rK спочатку при підвищенні температури зростає

згідно з формулою (3.54), що забезпечується збільшенням, а потім дещо зменшується внаслідок поверхневого витоку та ударної іонізації. Опір бази rÁ спочатку зростає, оскільки зростає середній час життя носіїв, і, отже, зменшується струм I Á . Згодом, при кімнатній температурі

за рахунок процесів термогенерації у слабколегованій базі збільшується концентрація основних носіїв, і опір бази стає меншим.

125

3.3 Робота біполярного транзистора у динамічному режимі

Під час роботи БТ у різних електронних схемах до його вхідного кола находять сигнали у формі змінної напруги, яка змінює вхідний та вихідний струм приладу. У цьому разі БТ працює в динамічному режимі: зміна струму колектора I K у транзисторі відбувається внаслідок одночасної зміни

вхідного струму ( I E або I Á ) і напруги на колекторі (U ÊÁ або U ÊE ). Основним різновидом динамічного режиму БТ є підсилювальний режим.

3.3.1 Принцип дії підсилювального каскаду на біполярному транзисторі

Схема зі спільною базою

Схема транзистора підсилювача зі спільною базою зображена на рисунку 3.43.

Рисунок 3.43 – Підсилювальний каскад зі спільною базою

За відсутності вхідного сигналу (Uâõ 0 ) у вхідному колі БТ діє напруга спокою UÅÁ0 , створена за рахунок джерела ÅÅ , і протікає струм IE0 - емітерний струм

126