Транзисторы

Четырехслойные приборы

Четырехслойными (или тиристорами) называются полупроводниковые приборы, имеющие р-п-р-п- или п-р-п-р-структуру, в характеристике которых имеется область отри­цательного дифференциального сопроти­вления. Приборы бывают неуправляемые и управляемые. Неуправляемые четырехслойные приборы (переключаю­щие диоды или динисторы) состоят из трех последовательно соединенных p-n-переходов (рис. 4-34, а). При указанной на ри­сунке полярности внешнего напряжения (прямое) переходы П1 и П3 смещены в прямом направлении, а переход П2 — в обратном. Четырехслойный прибор можно представить в виде комбинации двух транзисторов: р-тг-р-типа с эмиттерным П1 и коллекторным /72 переходами и лг-р-тг-типа с эмиттерным П3 и коллекторным Пг переходами (рис. 4-34, б). Полный ток через общий коллектор­ный переход Я2 обусловлен токами первого и второго эмиттеров,

Рис. 4-34.

а также нулевым током коллекторного перехода. При одинако­вых коэффициентах умножения переходов Мх = М2 = М

Из последнего соотношения можно получить уравнение вольт-амперной характеристики. Вольт-амперная характеристика ре­ального переключающего диода приведена на рис. 4-34, в. При малых прямых напряжениях через диод протекает небольшой обратный ток насыщения второго перехода. На малых токах эмит­тера, не превышающих несколько микроампер, величина коэф­фициента передачи тока эмиттера значительно меньше Va и ах + + а2<;1. На этом участке характеристики дифференциальное сопротивление диода велико. По мере увеличения напряжения возрастают ток утечки второго перехода и токи эмиттеров. Вблизи точки А наблюдается резкое увеличение тока диода при неболь­шом увеличении приложенного к нему напряжения. На этом участке возрастают коэффициенты передачи ах и а2 и возникает лавинное размножение носителей в коллекторном переходе (при определяющей роли лавинного размножения вольт-амперная характеристика около точки А имеет ярко выраженный участок лавинного пробоя). Участок 1 заканчивается в точке перегиба вольт-амперной характеристики А, где Ri = 0. Напряжение и ток, соответствующие точке А прямого переключения, называются соответственно напряжением переключения Unep и током пере­ключения /пер- Переключение наступает при условии (оса -f -f- а2) М = 1. Дальнейшее возрастание тока диода сопрово­ждается уменьшением падения напряжения на нем (участок 2 с отрицательным дифференциальным сопротивлением). Возраста­ние аг + а2 сопровождается уменьшением М, а следовательно, и уменьшением падения напряжения на коллекторном переходе. Минимальное падение напряжения ижт = 0,8 -г 1,5 в наблю­дается в точке обратного переключения при токе выключения /выкл- При этом все три перехода смещены в прямом направлении и диод работает в режиме глубокого насыщения. Дальнейший рост тока почти не сказывается на величине остаточного напря­жения (участок 3). При обратных напряжениях вольт-амперная характеристика не отличается от обратной ветви характеристики обычного диода.