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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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.

 

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

£.

 

 

 

 

 


-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 ,

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-

-yß,

ввс-ктрсп.-.оа

состаэллхпьсх

.оостве.чпо °с

тока

коллекторного

перехода

Іѵ п

в газу

р2

—дырочной

есстааля»ѵ„е?-. »того тока.