Материал: FE34kIHFh8

Токи насыщения эмиттерного и коллекторного переходов (ISE, ISC).

Данные токи могут быть получены, как следует из рис. 1.1, делением IS на максимальное значение β в нормальном и инверсном активных режимах соответственно. Для нормального активного режима это 0,088 пА, для ин-

версного – 1,98 пА.

Коэффициент расщепления ёмкости коллектор–эмиттер (XCJC). Ко-

эффициент расщепления, обозначаемый обычно XCJC, определяется от-

ношением площадей эмиттера и базы AE и AB. Для их определения был вскрыт корпус одного экземпляра транзистора П306. Измерение произво-

дились с помощью микроскопа МБС-9. Диаметры областей эмиттера и ба-

зы определялись по размерам контактов к эмиттерной и коллекторной об-

ластям и составили 2,5 и 4 мм. Соответственно, XCJC =(1 – AE/AB)=0,61.

Параметры, определяющие сопротивление базы (RBB). Модель Гуммеля

– Пуна использует два значения сопротивления базы – RB и RBM – при нуле-

вом смещении и минимальное. Кроме того, необходимо задать ток IRB, соот-

ветствующий половинному сопротивлению – (RB + RBM)/2. Для определения этих параметров используется импульсный метод измерения.

Рис. 1.10. Схема измерения сопротивления базы и осциллограмма изменения

напряжения на сопротивлении rb

Схема содержит осциллограф С1-70, генератор импульсов G – Г5-28,

способный работать на 75-омную нагрузку. Диод VD1, подключённый к ба-

зе должен иметь малую диффузионную емкость и ток утечки (диод с ба-

11

рьером Шоттки). Резистор rb=2 Ом, необходим для контроля тока базы.

Сопротивление коллекторной нагрузки rC составляет 510 Ом. Измерения

проводятся для токов базы 0,5; 1; 2,5; 3,75; 10 и 50 мА.

На рис. 1.11 и 1.12 приведены осциллограммы напряжений на пере-

ходе база–эмиттер транзистора – Ube для токов базы 0,5 и 50 мА.

Рис. 1.13. Зависимость сопротивления базы от тока базы

На заднем фронте импульса образуется перепад напряжения, обу-

словленный влиянием сопротивления базы, а затем происходит медлен-

ный разряд емкости эмиттер–база. Перепады напряжений ∆Ube в моменты времени T=20 мкс, позволяющие определить RB, составляют 60, 85, 125, 160, 360 и 610 мВ соответственно. Отсюда, RB =∆Ube/(Urb/rb) составляют

12

120, 85, 50, 42,67, 36 и 12,2 Ом. Зависимость сопротивления от тока базы

Ib приведена на рис. 1.13. Штриховой линией показана аппроксимация за-

висимости степенным рядом Microsoft Excel. Из данного рисунка можно определить значение сопротивления базы RB при нулевом токе 400 Ом. В

качестве второго значения берём минимальное – RBM=12,2 Ом. Из данно-

го рисунка определяем ток половинного сопротивления базы, который со-

ставляет около 0,4 мА.

Сопротивление эмиттера ( Re ). Для определения сопротивления эмиттерной области использовалась схема, показанная на рис. 1.14.

Здесь ГТ – генератор тока, входящий в состав измерительного стен-

да; PI – измеритель тока базы Ib; PV – измеритель напряжения коллектор– эмиттер Uce. В качестве PI и PV использованы универсальные вольтметры В7-27. Измерение производится при нулевом токе коллектора. Током утечки вольтметра PV можно пренебречь из-за его высокого внутреннего сопротивления.

Для определения значений, которые будут использованы в расчёте сопротивления эмиттера, необходимо построить зависимость напряжения коллектор–эмиттер от тока базы и выбрать точки, лежащие максимально близко к "выбросу" кривой. Зависимость изображена на рис. 1.15.

13

Для проведения расчётов были выбраны точки (39,9; 195,3) и (40,1;

423). Сопротивление эмиттера определялось по формуле Re=∆Uce/∆Ib и

составило Re=(40,1–39,9)·10–3 /(423–195,3)·10–6= 0,878 Ом.

Сопротивление коллектора (RC). В отличие от измерения сопротив-

Рис. 1.17. Зависимости Uce от Ib для разных токов коллектора

Снимаются зависимости напряжения коллектор–эмиттер от токов базы при фиксированных токах коллектора. Результаты измерений приведены на рис. 1.17. Сопротивление коллектора в нормальном активном режиме определяется в точках, расположенных поблизости от "выброса" кривых, для которых IC/Ib=const. Расчётная формула выглядит следующим образом: RC=∆Uce/∆IC. Для вычислений взяты следующие точки, соответ-

14

ствующие средним значениям токов коллектора (~5 мА): IC1=4 мА,

Ib1=3,24 мА, Uce1=102 мВ и IC2=6 мА, Ib2=3,71 мА, Uce2=116 мВ. В результа-

те получим RC=6 Ом.

Определение ёмкостей переходов. Для определения ёмкостей пере-

ходов при нулевом смещении CJC и Cje (коллекторного и эмиттерного со-

ответственно), коэффициентов MJC и MJE, характеризующих профиль ле-

гирования перехода, и контактных разностей потенциалов UJC и UJe пере-

ходов измеряют вольт-фарадные характеристики с помощью измерителя Е7-12. Определим указанные коэффициенты для эмиттерного перехода.

На рис. 1.18 приведена зависимость емкости коллекторного перехода от напряжения на переходе. Для определения MJC, MJE, UJC и UJe удобно построить зависимость (CJe – C k)--1/MJE = f(UBE).

Рис. 1.18. Зависимость 1/C2 от напряжения Ubc

коллекторного перехода

Учитывая тот факт, что паразитные ёмкости переходов Ck, измерен-

ные в пустом корпусе транзистора, составляют 1,24 пФ для коллекторного перехода и 0,43 пФ для эмиттерного, их можно не учитывать в силу мало-

сти по сравнению с ёмкостями самих переходов. При получении линейных зависимостей от напряжения на переходе в режиме обратного смещения считаем, что значения MJE, MJC подобраны правильно, а UJe и UJC опре-

деляют в точке пересечения с осями напряжений касательных к линеари-

15