Лекция 11 микроелектроника
Разпределение на концентрациите на дупки в основата
Разпределението на концентрациите на дупки в основата може да се определи чрез приблизителна зависимост:
.
По този начин концентрацията на дупките в основата варира линейно с разстоянието
На фиг. 6.7 показва разпределението на концентрациите на главния и второстепенен носител в транзистора. Промяната в концентрацията на мажоритарните носители е много по-малка от тяхната равновесна стойност, следователно можем да приемем, че концентрацията на мажоритарните носители във всеки от регионите на транзистора е постоянна.
Фигура: 6.7. Разпределение на концентрациите на основния и малцинствения носител в транзистор при нормално отклонение
Разпределението на токовете на основните и малцинствените носители е показано на фиг. 6.8. Теченията на основните носители се основават на следните съображения. Независим от координати ток протича в емитерната област Азами, равна на сумата от токовете на главния и второстепенен носител. Тъй като токът на малцинствения превозвач Азнами(х) намалява с разстоянието от кръстовището, тогава токът на мажоритарните носители Азстрами(х) трябва да се увеличи. Бих искал да подчертая още веднъж, че процесът на пренасяне на носителя през основата е процес на дифузия, който зависи от градиента на концентрацията на носителя.
Фигура: 6.8. Разпределение на тока в транзистор при нормално отклонение
Носителите, дифузирани през основата без рекомбинация, влизат в електрическото поле на колектора с обратен наклон -преход и се извличат от основата в колектора.
Подобни разсъждения могат да бъдат дадени и за p-колектора, при който по дължината му тече постоянен ток на колектора. Единствената разлика е, че токът АзДА СЕ по-малко ток на емитер. В активен режим, когато транзисторът усилва входния сигнал, кръстовището на колектора е обърнато обратно. Той „събира“ инжектираната среда, преминала през основния слой.
Потокът от електрони, образуващи ток АзнЕ не минава през колекционер верига и не допринася за усилването на сигнала, така че те са склонни да го направят възможно най-малък. За тази цел нивото на допинг на емитера е настроено значително по-високо от нивото на легиране на основата, тогава инжекционният ток от емитера към основата е много по-висок от инжекционния ток на основата към емитера.
По време на дифузия през основата инжектираните малцинствени носители (дупки) се рекомбинират с повечето носители в основата (електрони). За да се попълнят рекомбинираните първични носители в основата чрез външен контакт, трябва да са подходящи същия брой носители. Потокът на електрони се създава от електрони, идващи от външната верига към основата, за да компенсират загубата на електрони поради тяхната рекомбинация с дупки. Поради това, базов ток - това рекомбинационен ток. Токът във външния контакт на основата е малък, тъй като при АзнЕ0, той само попълва концентрацията на малцинствени носители на заряд, които са се рекомбинирали в основата.
Ток на колектора Азk се състои от тока на носители на заряд, инжектиран от излъчвателя aАзe, и ток на изтичане на топлина на кръстовището на колектора АзДА СЕB0 (индекс "B" от режим OB). Нека запишем основните уравнения, характеризиращи връзката между транзисторните токове:
АзБ. = АзЕ. - АзДА СЕ = АзЕ. - αIЕ.
Базов ток АзБ. транзисторът ще се състои от три компонента, включително електронния ток в емитерното кръстовище
