Файл: Багинский, Б. А. Импульсная техника на четырехслойных приборах учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 79
Скачиваний: 0
ѵІ'Піс, плп в е т н р г ; •' " уопетвие--?.іс"пі::іс:л-гі иолсттолыгоЛ ouV itii:*;'.
СЗПЗЛ ПС ТОКу ЯрПІ:Г;ПКІѴ.Ѵ'" |
. .:С{?/ФДйМл. ЗСІПМО'.’І.'СОТЬ |
К (-^-,у!Ѵ‘!ІСН'Г". ПО'Ч’— |
ЛО-ш/р к sZn от сшотс; |
!'■- |
:\ Г1;. |
В реальной г,-п-р-п |
структур V -:ѵ аф іеШ ск .^ ш о сі .к;д, представленный |
■.ф |
||||||||
на рис.З. Залисиноеть кЬэ^кірі0ні^гіорсг^<га |
о?сос:"-ди?а?СФвуютах токов |
|
||||||||
можно пояснить |
следующим о0разіЛі.''Пра 'маілих ‘прямых ’іапр'пкошіпх, |
при |
|
|||||||
кладываемых к |
р-п-р-П структуре чорбу прибор' |
протекает н'обольыей ток |
.. |
|||||||
I |
, определяемый фслс-ваоы |
током^оСратігосмощсштго коллекторного пере- |
і |
|||||||
хода |
Пг Ік. На уіштторнси |
переходе^, небольшое прямое нанряьхкпо |
|
|||||||
обуславлив-^..... гілыіі |
ектрфусксн!!;::! д-.роШШ ток, проходящий н оѴ.оу и ,. |
|
||||||||
|
|
KomioiiipuLyiJ! |
пор'длповееніл: д;;рок г базе |
сравнительно небольшая. |
|
|||||
'ч |
физики полупг,оводі!!.:;'Гизвестно, что при пали:: кош;о:!\'.і"цпп;: |
неос |
|
|||||||
новных носи :елс:. в О'..... |
• .р«.нр:н;діііѵ пнтсноазкіЩ ирсцсис рекоЛ.бшгицнн |
|
||||||||
вследствие того, что : |
|
. .л.. ..і зоне лиоюте:., так ііснывас.'кіо, |
"ло— |
|
||||||
.ушки" - с. - ооднии |
;. . |
, |
примерно, |
в ссро/лие 3-'.!i;;j..ioimc» тепл, по— |
|
|||||
..aiiBU’.v ;я -а счет принесет |
и дефектов |
структуры ггонскрнет: ляг. "У твут- |
|
|||||||
ки" облегчают, і;, оледозатсльео, активизируют процесс реноыбиноірш. !£ро- |
|
|||||||||
ме ТОГО, НЭ ППОЦОиС рОПОі.іОІШОНДІЛ СуКі.ОСХВСіШО |
:ІЛ:)ШіЦ (JciL'i; |
(ЧО:'- |
|
|||||||
шире о*аза, -сн |
шггенеллшн; |
лроцеис рсномот.нсилл:, т*:с. пос;;с?слп |
|
|
||||||
кукио |
■'.:ь.:е ус : |
; äb |
се |
проодолоаио, т .с . вероятность встм,-ч:і |
с носи- |
|
||||
телоы заряда нротпьблслохіюго знака увеличивается), Ширина о'авй^Ик'.ме- |
|
|||||||||
нениям ширины зштрзхіцого слон коллекторного перехода,которая зависит |
|
|||||||||
от величины лрйленешюго ёбраттюге напряжении |
(чем больше UeSP , |
тем уке |
|
|||||||
база, |
тем меньше рсконбинециоичая составляющая). С изменением ширины Са |
|
||||||||
зы при прочих разных условиях меняется градиент кокцетрации дырок а |
|
|||||||||
электронов вдоль базы и, |
следовательно, величина напряженности внутрен- |
|
12 -
него іюля базы,являющеюся ускоряющий для дырочного тона энитѵЕра. (чем оолыііо ток эмиттера и ужо база, тем больше напряженность внутреннего но ля базы, ускоряющего дырки, н больше транзитная составляющая ток:, гмкт-
тора).
Очевидно, |
что при малых прямых напряжениях .на |
структуре |
пргОора |
мала плечность |
ошіттерного тока, следовательно, мала |
концентрация игрок |
в базе, мала напряженность внутреннего поля, и база относительно широка,
эти условия приводят н тому, что преобладает ровшбкиацзошфя составляющая |
|||||
дырочною тока эішттсра Ipfi-Xp) , а транзитная составляющая |
почти |
|
|||
раина нули. Следовательно, |
коэффициент передачи ^ * 0 . |
При :-тнх условиях |
|||
такие лаСп'-ьО . С увеличением пряного напряжения на приборе растет |
х:ит- |
||||
терныл ток Iр и In . Вследствие |
этого растет концентрация дырок ъ базе л, |
||||
ц электронов в базе р4,.цоауики |
заполняйте:; ц мало влияют |
в далгнойием |
|||
на процессы» Канрюлзнност’ь |
внутреннего поля баз возрастает, саяи баны |
||||
становятся ужо. Зто ведет |
к увеличению коэффициентов передачи*^ и Хп |
||||
(в црѳдела' они стремятся к |
£) |
я, следовательно, к росту |
транзитных |
сос |
тавляющих эниттерннх токов, которые начинают играть оезювнув роль.
Как указывалось, ранее, момент наруыеиия нейтральности баз является
моментом |
включения внутренней |
полокитѳльной обратной связи, происходит |
||||
открывание |
прибора и I = Івкл, |
К |
этому моменту выражение £І~7) имеет |
|||
экстремум, |
|
|
“I и j |
~ |
О • |
|
Отсюда ток кшшчонкя будет |
равен: |
|
• |
|||
|
г |
і~ Х р ( іік * ) ~ |
сС»(T gtt) |
( і ' > г ) |
||
|
1екл = |
etJpffkaj |
_ |
cUn Шк»} |
' |
|
|
|
с / І |
. |
d |
l |
|
Б некоторых тинах .четырехйлріншх приборов в механизме появления полонительяоіі обратной синел значительную роль играет лавинное умножение носителей зарядов в области коллекторного перехода. Явление лавинного. умножения за
ключается |
в следующем. |
|
|
|
|
|
|
|
На участке АО рис„і,а практически -все напряжение,подаваемое на при |
||||||
бор приложено к коллекторному переходу Пг |
в обратно;,: направлении. |
||||||
При увеличении этого напряжения в области перехода начинается процесс |
|||||||
понизан;'.;;. лед хольтцинерной характеристик;; |
при атом может быть описан |
||||||
с помощью пслуэмнііріічесісой йорыухи [ і] |
|
|
|
|
|||
|
.1 |
М ~ |
i ~ T * - F ' |
|
^ |
■ |
С '11) |
где |
|
-I l u # J |
U |
|
|||
J - |
коэздлцае-дг удариоя • о келпаьййц |
- лодуль с£;*ѵ;лого иы.'у,..-ьв*.:'и |
|||||
и |
Um - |
накряноіше лавинного пробоя,' нуа |
котором Л««*® |
|
. Глквйзтель |
||
|
м - 3 |
-г £. |
|
|
|
|
|
-13
'Примем для электронов и дырок один и тот же коэффициент умно
жения М.Фогда ток |
перехода |
П2 можно записать |
в |
следующем виде: |
|||||
|
Iп е |
— |
М ( с ( р - І р |
* J .n 'h i t-I k ) |
|
(1-15) |
|||
Поскольку токи через все три перехода одинаковы и равны внеш |
|||||||||
нему току L |
, легко |
находим: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
j . |
___М -Ік |
|
|
(1- 15) |
||
|
|
|
|
I - М-d |
|
|
тока от обоих эмит |
||
3flecbof=(^n +d(p - суммарный коэффициент передачи |
|||||||||
теров к коллекторному переходу« |
Решая совместно |
(1-13) и |
(1-15) |
||||||
получим: |
|
• |
|
J _ |
« Л Т + /Г |
|
( і - і б ) |
|
|
|
U = |
U„ І / і ------- у |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
Выражение под корнем будет действительным-до |
тех пор п о к а /х 1 » |
||||||||
При некотором токе |
I |
напряжение на коллекторном переходе стано |
|||||||
вится разным нуле. |
При дальнейшем увеличении |
d. |
формула |
(1-16) |
|||||
становится |
недействительна, |
т«к. |
Коллекторный |
прреход оказывается |
смещенным в прямом направлении и механизм работы динистора качест венно изменяется. Несмотря на это , выражение (Г-16) позволяет оп
ределить координату точки А, т .е . |
момент включения динисторов,ла |
||
винныя пробой в которых является |
определяющим фактором. |
||
В |
точке А сопротивление |
прибора равно нулю поэтому, дифферен |
|
цируя |
уравнение (1-16.) по' / |
и приравнивая к нулю найдем: |
Уравнение (1 -17) решается графически илр методом последовательных
приближений и из него определяется |
ток включения ( Ів к л ).После |
этого^иа £1-16) легко найти U вкл. |
Обычно Ѵ т иі— U м „ |
Механизм появления отрицательного сопротивления в структуре р -п -р -п - типа, находится в полном соответствии с общепринятой мо
делью р -п -р -п структуры, предложенной Шокли, которая приведена на р и с .4«
Динмстор замещен двумя транзисторами р-п-р и п - р - г і ти пов, причем баэа первого транзистора соединена с коллектором вто рого , а-коллектор парвого с базой второго. Для иммитации лавинно го умножения включен диод ЛД«
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
14 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При таком включении базы и коллекторы транзисторов соединены |
|
||||||||||||||||||||
петлей положительной обратной связи.действие которой'модно проил |
|
|||||||||||||||||||||
люстрировать |
следующим. |
об раз ом.Пусть |
ток коллектора 1к, |
первого |
Тра |
|
||||||||||||||||
нзистора'возрос |
н а й ін , |
.Поскольку |
ток коллектора |
|
первого |
транзисто |
|
|||||||||||||||
ра |
является |
током |
базы |
второго |
транзистора,то |
дls t - й ія , |
.С |
ростом |
|
|||||||||||||
базового тока второго транзистора возрастет и его коллекторный ток |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
йІХз |
- ß i ‘ü i$2 |
- ß f & h t , |
- |
ül&i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Следовательно базовый ток первого транзистора возрос на величину |
|
|||||||||||||||||||||
|
&ISt |
|
■= ß 2 ’й ія , |
.Сто |
возрастание |
базового |
тока приведет |
к уве- |
: |
|||||||||||||
дпчсншо |
коллекторного тока первого |
транзисторе |
на |
величину |
|
|
1 |
|||||||||||||||
ß r ß f й і я, |
и т.д,Таким |
|
образом.первсначальное'измененке |
коллектор-| |
||||||||||||||||||
кого тока первого транзистора на величину |
'älit, |
|
привело |
к измене- |
1 |
|||||||||||||||||
пяю в |
ß . ß j |
|
роз |
большему |
при |
поохо.хцений череп |
цепь .что указы |
|
||||||||||||||
вает на |
наличие в этой |
цепи |
поло иітельней |
обратной евлзи. |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Сопротивления |
Rio, |
и |
Ѳщг |
.шунтирующие эмиттерние |
перехода |
|
|
||||||||||||||
траьзистерев,елуяат для получения нарастающей зависимости коэффи |
|
|||||||||||||||||||||
циентов |
|
с£р |
и |
eC.it |
от |
тока. При малых напряжениях |
смещения на эмит- { |
|||||||||||||||
тарных |
переходах |
Лі |
|
и |
Лз |
(малых токах) их |
|
сопротивление *мно~ | |
||||||||||||||
го |
больше сопротивлении |
|
!?ш, |
и |
/?тг |
.Почти |
весь |
ток течет |
через.Qu$.\‘ |
|||||||||||||
и |
І?шг .Ноэ'річіциекти |
усиления / |
Р и |
|
?С п малы. |
С |
ростом |
тока |
напоя- 1) |
|||||||||||||
..сейме смещения на эмиттерах увеличивается,влияние |
|
и '/сиіі, |
* |
|
||||||||||||||||||
уменьшается,а |
Хр |
и |
Х п |
растутіДейетвме |
8ш, |
й |
|
эквивалентно* |
|
|||||||||||||
действию |
механизма |
рекомбинации |
в |
базах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2-3. |
Волътимперная характернстака. |
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
* >т |
||||||||||||||
|
Равенство |
(1 -1 2 ), |
а |
если учесть размножение носителей,то |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
т [ і-(Х р ‘Мр + X h wMr,)] |
- |
І я |
, |
t |
|
|
Ь - ! в ) |
’ |
. |
|
|||||||||
'где |
Mp |
и |
M n |
- |
коэкЛл-іциенть! |
размно'кения |
носителей дырками и эле-5: |
ктродами; устанавливают количественную связь ме.аду собственным то—* ком коллекторного перехода Іц и полшм током / цинистора.Они поз воляют напти зависимость ме.жцу напряжением на динисторе и проходя щим через него током,представляющую собой вольт-амперную характе
ристику |
прибора. |
|
|
|
ß |
|
Для |
удобства воспользуемся анализа.: выражения |
(1-12) |
|
|||
|
f ( і —<1р |
~ /я ). |
~ І н |
■ |
' |
|
т. к. выражение |
( 1 - l t ) |
явялетсл более углубленным |
вар на нт о.:.: вира Ке |
|||
ния (1 -12). |
|
|
|
■ |
■ |
|
Ііс-стрсенхе |
всльтамнсрнсй |
характеристики уп'с'Сис |
прсз-сдить |
гча'-и- |
і
чеики /2/.
Рис.^і. |
|
. |
|
|
|
|
|
Рис,-5. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Построение |
воль темперной |
характеристик!) выполнено на рис. Ь.В |
||||||||||||||||
, качество исходных величин на |
рис, 5 , а нанесены кривые |
зависимости |
||||||||||||||||
Ы-р |
и |
/.,• |
от |
I |
(определяемые |
обычно |
опытным путем) . Солее |
|
||||||||||
н.. ;окко ана.'ешіл кооТ>Ьициенти |
/ .п по сравнению |
с |
d р |
объясняются |
||||||||||||||
меньшей толщиной базы , р& |
|
по |
сравнению |
с |
базой |
/7, |
(см. рис. |
2,4. |
||||||||||
lie отому |
|
оаву |
77, |
принято называть „толстой **,а |
базу |
рг -"тонкой".В |
||||||||||||
толотий базе число актов рекомбинации больше,чем в тонкой,чеы и |
|
|||||||||||||||||
объясняется меньшее |
значение |
|
J. р . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Суммируя ординаты кривых |
|
J-p |
и |
сСп |
и вычитая |
сумму из |
еди- |
|||||||||||
: ни цы (которой |
на рис. 5 ,а |
осотаетстиует |
прямая,? |
7" ) , находим зиаче- |
||||||||||||||
1 ,кие величины,заключенной в скобки в выражении ^ |
1 -1 2 ).скаченном |
|
||||||||||||||||
змтбіч величины |
соответствуют |
ординаты |
заштрихованных |
площадок |
на |
|
||||||||||||
р.рис. ѵ ,а , Д'нозая ордината этих |
псощадок ;ш |
соответствующие им |
(на |
|||||||||||||||
ciâjCH асоцясс'значения |
то-иі |
/ |
|
.находим согласно |
(1 -12) |
собственный |
||||||||||||
. сйок і.олдекторного перехода |
Jx |
в |
''ункдш; |
от |
1 |
(кривая |
/ * |
на |
||||||||||
pije, 1),С'),Сірнцательнд>е значения, |
|
ссогазтстпувт |
ихалдению |
с |
ба- |
|||||||||||||
*у -yß, |
ввс-ктрсп.-.оа |
состаэллхпьсх |
.оостве.чпо °с |
тока |
коллекторного |
|||||||||||||
перехода |
Іѵ п |
,а |
в газу |
р2 |
—дырочной |
есстааля»ѵ„е?-. »того тока. |