Перенос электронов из эмиттера в коллектор. Ток связи

Расчет полезной электронной составляющей токов транзистора - тока связи iЭ - проведем, пренебрегая малыми дополнительными токами. С физической точки зрения это соответствует отсутствию рекомбинации в базе и переходах транзистора. Электронный поток из эмиттера в коллектор одинаков в любом сечении транзистора, а его величина зависит от процессов в базовой области ( в эмиттере и коллекторе электроны являются основными носителями, их концентрация велика и движение обеспечивается пренебрежимо малыми электрическими полями).

Перемещение электронов в базовой области (для нее электроны - неосновные носители) происходит путем диффузии за счет разной концентрации на границах базы с эмиттерным и коллекторным переходами, см. рис. 3.10, ( для определенности будем полагать, что на обоих переходах действуют прямые напряжения uЭП >uКП >0. Естественно, что дальнейшие рассуждения справедливы при произвольных напряжениях на переходах).

Вычисление тока связи будем проводить в произвольном сечении базы в следующей последовательности:

1. Найдем общее решение уравнения диффузии для электронов в базе.
2. Найдем граничные концентрации n(x¢p) и n(x¢¢p).
3. Получим распределение n(x) концентрации электронов и определим градиент концентрации

Определим величину диффузионного тока в базовой области, равного току связи. В соответствии с граничным уравнением p-n-перехода получим:

(3.2)

где np- равновесная концентрация электронов в p-базе. Запишем стационарное уравнение диффузии для электронов:

(3.3)

Если пренебречь рекомбинацией в базе (это эквивалентно условиюLn ® ¥ ), то уравнение (3.3) упрощается и приобретает вид:

или (3.4)

Таким образом, решением уравнения будет прямая линия, проходящая через точки n(x¢ p) и n(xp¢¢ ). Распределение электронов в p-базе показано на рис 3.10, из которого с учетом (3.2) следует: .
Тогда ток связи может быть рассчитан по формуле: ,
где S - площадь переходов транзистора. Окончательно:

(3.5)

где (3.6).

Ток I0 называется тепловым током транзистора (в зарубежной литературе - током насыщения). Он аналогичен электронной составляющей теплового тока изолированного p-n-перехода.

Часто ток связи представляют в виде разности нормальной iN и инверсной iI составляющих.

, (3.7)

где (3.8);

(3.9).

Физически iN - это ток связи при uКП = 0 , а iI - ток связи при uЭП = 0. Таким образом, ток связи имеет две составляющие, каждая из которых зависит от напряжения на одном из переходов.








Дата добавления: 2015-03-03; просмотров: 827;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.