Режимы работы биполярных транзисторных структур

В зависимости от направления включения переходов транзисторной структуры и величины действующих на них напряжений различают следующие режимы ее работы (таблица 1): отсечки, насыщения, активный нормальный, активный инверсный и лавинного размножения носителей заряда. Применительно к структуре p – n –p указанные режимы иллюстрирует рис.4 и таблица 1.

В режиме отсечки оба перехода включены в обратном направлении и через них протекают обратные токи соответственно эмиттерного и коллектрного переходов.

В режиме насыщения переходы включены в прямом направлении и происходит инжекция дырок в базу из эмиттера и коллектора. В базе происходит накопление неосновных носителей заряда (дырок) и их интенсивная рекомбинация с носителями заряда (электронами), поступившими в базу от внешних

источников напряжения включения для восстановления ее электронейтральности. Величина и направление токов во внешних цепях зависят от соотношения высот потенциальных барьеров на переходах и от типа и конфигурации структуры.

В активном нормальном режиме эмиттерный переход включен в прямом направлении, а коллекторный в обратном. В результате происходит инжекция носителей заряда (дырок) в базу, где они являются неосновными, перемещение их через базу и экстракция коллекторным переходом в коллектор. Дырки, экстрагированные в коллектор, вызывают приток электронов от источника внешнего напряжения, как в обычной электронно-дырочной структуре, замыкая тем самым цепь тока в структуре и во внешней цепи.

В активном инверсном режиме эмиттерный переход включен в обратном направлении, коллекторный в прямом. При симметричной структуре ее свойства по сравнению со свойствами в нормальном режиме не изменяются. Однако по ряду причин, которые отмечались выше, структуры выполняются несимметричными, поэтому при включении структуры в инверсном режиме ее свойства изменятся.

В режим лавинного размножения носителей заряда эмиттерный переход включен в прямом направлении, коллекторный – в обратном, но в отличие от обычного нормального активного режима величина напряжения коллекторного перехода равна напряжению его электрического пробоя, что приводит к лавинному размножению носителей заряда в коллекторном переходе и росту тока коллектора.

Из всех перечисленных режимов наибольшее применение находит активный нормальный режим.