Материал: TTE_Lect1

неосновних нерівноважних носіїв, опір бази і всього БТ різко знижується, Транзистор у цьому режимі вважають відкритим і насиченим, вихідний струм некерованим;

3 Активний режим (АР). ЕП увімкнено в прямому напрямі, КП

– у зворотному. Полярність напруги на електродах БТ, зображених на рисунку 6.3, відповідоє цьому режиму. В колі емітера транзистора

проходить струм IE за рахунок інжекції дірок з емітера до бази, а

колекторний струм IK залежить від струму емітерного. Це основний

режим роботи БТ як підсилювального приладу, коли вихідним струмом можна управляти за допомогою зміни вхідного струму;

4 Інверсний режим. Це також режим керованого вихідного струму, однак ЕП увімкнено у зворотному напрямі, КП – прямо.

6.1.3 Принцип дії біполярного транзистора в активному режимі

Принцип дії БТ розглянемо на прикладі схеми зі спільною базою (ССБ), яку показано на рисунку 6.4.

Рисунок 6.4 – Струми в БТ, то працює в активному режимі На рисунку суцільними стрілками показано діркові струми, або

ж умовно взяті (від “+” до “-”) напрями електронних струмів у p областях, пунктирними стрілками – електронні струми в базі.

61

При полярності напруги UЕБ , що показано на рисунку 6.4,

дірки з емітера інжектують до бази, а електрони – з бази до емітера, оскільки ЕП увімкнено в прямому напрямі. Через ЕП проходять

де n0 - концентрація дірок у базі в стані рівноваги.

Розглянемо розподіл концентрації неосновних носіїв (дірок) у базі в цьому режимі. Протяжність бази позначимо координатою х, тоді межа ЕП відповідає випадку х=0, а межа КП – х = . При х=0 концентрація дірок визначається за формулою (6.3). Концентрацію дірок у базі біля КП ( x ) знаходять за виразом

З формули (6.6) випливає, що градієнт концентрації неосновних носіїв у базі є величиною постійною стосовно координати х, тобто розподіл концентрації дірок у базі має лінійний характер (рисунок 6.5). З цього рисунка та формул (6.3) і (6.6) бачимо, що градієнт концентрації

дірок змінюється при зміні напруги UЕБ . Під дією цього градієнта

дірки дифундують через базу від емітера до колектора. Частина дірок, не досягши КП, рекомбінує в області бази з електронами. На місце

електронів, що рекомбінували, від джерела UЕБ надходять нові електрони, створюючи рекомбінаційну складову струму бази IБрек .

Рисунок 6.5 – Розподіл концентрації дірок у базі БТ, що працює в активному режимі

Дірки, що досягли КП, створюють колекторний дірковий струм

IKP , причому внаслідок рекомбінації в базі IKP IEP . Процес

перенесення неосновних носіїв через базу під дією градієнта концентрації характеризується коефіцієнтом перенесення,

супроводжуватись ударною іонізацією атомів НП і, як наслідок,

помноження носіїв у КП оцінюється коефіцієнтом помноження колекторного струму

З формули (6.9) випливає найважливіша властивість БТ: керування вихідним струмом можливе при зміні струму вхідного. З

формули (6.9) означає, що IE IEP , тому що електронний струм IEN

малий внаслідок слабкої легованості бази.

При деяких напругах на КП UKБ UKБпроб , коли в переході виникає явище пробою, коефіцієнт М зростає (М>1) і струм IK IKP

буде некерованим.

Через увімкнений у зворотному напрямі КП проходить дрейфовий струм неосновних носіїв, який називається зворотним

струмом колектора IKБ0 . Цей струм проходить від “+” джерела UKБ

через базу, КП, колектор до “-”UKБ . Оскільки напрям цього струму

64

збігається з напрямом керованого колекторного струму IKкер , то можна

записати для повного колекторного струму БТ в схемі зі спільною базою в активному режимі

де IKкер IKнекер - некерована складова колекторного струму в ССБ.

З рисунка 2.4 випливає, що загальний струм бази дорівнює

Враховуючи формули (6.10) та (6.11), з (6.12) врешті одержимо вираз першого закону Кірхгофа для струмів електродів БТ у довільній схемі ввімкнення:

Порівнюючи формули (6.11) та (6.14), можна зробити висновок, що рекомбінаційна складова струму бази

струму визначається рекомбінаційною складовою.

1.1.4Вплив конструкції та режиму роботи транзистора на