Транзисторы

Основные процессы в плоскостном бездрейфовом транзисторе. Токи транзистора. Коэффициент передачи тока эмиттера

Плоскостным называется транзистор с плоскост­ными переходами. Рассмотрим принцип действия пло­скостного транзистора p-n-p (рис. 4-2). Для упрощения будем

считать, что все процессы протекают в бесконечно большом объеме кристалла, явления на поверхности не играют роли, границы переходов представляют собой бесконечно протяженные парал­лельные плоскости, а все перераспределение зарядов в полупро­воднике происходит лишь в направлении оси х (одномерный случай).

Положение энергетических зон при отсутствии внешних напря­жений на переходах показано на рис. 4-2, б. В равновесном состоя­нии результирующие токи через оба перехода равны нулю. При подключении к эмиттеру положительного относительно базы напряжения Ua (прямое смещение), а к колектору — отрицатель­ного UK (обратное смещение) расположение энергетических зон меняется (рис. 4-2, в). Высота потенциального барьера эмиттер-ного перехода снижается (рис. 4-2, г). Число дырок, переходя­щих через эмиттерный переход слева направо, и число электроноз, переходящих справа налево, увеличивается. Условия же движе­ния неосновных носителей через коллекторный переход практи­чески не изменяются. Ток через эмиттерный переход возрастает. В эмиттере и базе появляются неравновесные концентрации неосновных носителей заряда.

Если материалы эмиттера и базы выбраны так, что равновесная концентрация дырок в эмиттере на несколько порядков выше равновесной концентрации электронов в базе (рэ рб). что соответствует реальным сплавным p-n-переходам, то поток дырок из эмиттера в базу во много раз превышает поток электронов из базы в эмиттер (1зр ^ 1эп). Можно считать, что весь ток через эмиттерный переход образуется только дырками, инжектирован­ными из эмиттера в базу. Избыточная концентрация дырок в базе определяется соотношением (2-20).

Если толщина базы w значительно больше диффузионной длины неосновных носителей заряда — дырок в ней (w J>j Lpn), то вблизи коллекторного перехода концентрация дырок практи­чески не отличается от равновесной и ток эмиттерного перехода, вызванный изменением напряжения между эмиттером и базой, не изменяет условий прохождения тока через коллекторный пере­ход. К коллекторному переходу приложено обратное напряжение Ј/„. п. При | — п i > фт через коллекторный переход будет протекать лишь обратный ток, образованный неосновными носи­телями заряда. Величина обратного тока определяется свойствами полупроводника и температурой. При р к < р б обратный ток коллекторного перехода состоит в основном из дырок, переходя­щих из базы в коллектор.