рно розподіляє струм, так що всі емітерний зубці мають однакове зміщення і дають однаковий струм. Це дуже важливо для сільноточних приладів, у яких локальна неоднорідність зміщення може внаслідок місцевого наростання струму призвести до точкового перегріву. У нормальному робочому режимі температура переходу в транзисторах повинна бути нижче 125 0 С (при ~ 150 0 З параметри приладу починають швидко змінюватися, і робота схеми порушується), а тому в потужних транзисторах необхідно домагатися рівномірного розподілу струму по всій їх площі. Потужнострумові пристрої часто розділяють на секції (Групи зубців, або малих транзисторів), з'єднані між собою струмовими шинами з малим опором. p> У транзисторах для діапазону надвисоких частот - інші труднощі. Їх максимальна робоча частота обмежується часом затримки, яке потрібно для зарядки емітерного і колекторного переходів (оскільки заряд переходів залежить від напруги, вони ведуть себе як конденсатори). Це час можна звести до мінімуму, зменшивши до межі площа емітера. Оскільки ефективно діє лише периферійна частина емітера, зубці роблять дуже вузькими; зате число їх збільшують так, щоб отримати потрібний струм. Ширина зубця типового високочастотного емітера складає 1-2 мкм, і такі ж проміжки між зубцями. База зазвичай має товщину 0,1-0,2 напівтемний. На частотах вище 2000 МГц час переносу заряду через базу вже не є визначальною характеристикою - істотно також час перенесення через область колектора; однак цей параметр можна зменшити лише шляхом зменшення зовнішньої напруги на колекторі. br/>
2. Аналіз процесів у біполярному транзисторі
Розглянемо як працює транзистор р- n - p типу в режимі без навантаження, коли включені тільки джерела постійних живлячих напруг E 1 і E 2 (рис. 4-1). Полярність їх така, що на емітерний перехід напруга пряме, а на колекторному переході - зворотне. Тому опір емітерного переходу мало і для отримання нормального струму в цьому переході достатньо напруги Е 1 в десяті частки вольта. Опір колекторного переходу велике, і напруга Е 2 зазвичай складає одиниці або десятки вольт. З рис (4-1) видно, що напруга між електродами транзистора пов'язані простою залежністю:
(4.1)
При підключенні до електродів транзистора напруг (рис. 4-1)
емітерних перехід зміщується у прямому напрямку, а колекторний-у зворотному напрямку. p> Принцип роботи транзистора полягає в тому, що пряме змішання емітерного переходу, тобто ділянки база-емітер (), істотно впливає на струм колектора: чим більше це напруга, тим більше струми емітера і колектора. При цьому зміни струму колектора лише незначно менше змін струму емітера. Таким чином, напруга, тобто вхідна напруга, управляє струмом колектора. Посилення електричних коливань за допомогою транзистора засноване саме на цьому явищі. p> Рис 4-1. Рух електронів і дірок у транзисторі р- n -р типу .
Фізичні процеси в транзисторі відбуваються таким чином. p> При збільшенні прямої вхідної напруги знижується потенційний бар'єр у емітерний перехід і відповідно зростає струм емітера. Дірки инжектируются з емітера в базу і створюють поблизу p - n переходу електричний заряд, який у плині часу (3-5) Ођз компенсується електронами, що приходять із зовнішнього кола джерела. Так як колекторний перехід підключений в зворотному зміщення то в цьому переході виникають об'ємні заряди, показані на малюнку гуртками зі знаками В«+В» і В«-В». Між ними виникає електричне поле.
Якщо товщина бази досить мала і концентрація електронів у ній невелика, то більшість, дірок пройшовши через базу, не встигає рекомбінувати з електронами бази і досягають колекторного переходу. Лише невелика частина дірок рекомбинирует в базі з електронами. В результаті рекомбінації виникає струм бази. Дійсно, в сталому режимі число електронів в базі має бути незмінним. Внаслідок рекомбінації кожну секунду скільки електронів зникає, стільки ж нових електронів виникає за рахунок того, що з бази йде у напрямку до мінуса джерела E 1 таке ж число дірок. Інакше кажучи, в базі не може накопичуватися багато дірок. Якщо деяке число інжектованих в базу дірок з емітера не доходить до колектора, а залишається в базі. Рекомбініруя з електронами, то точно таке ж число дірок повинно йти з бази у вигляді струму. Оскільки струм колектора виходить менше струму емітера, то відповідно до першого закону Кірхгофа завжди існує наступне співвідношення між струмами:
(золоте правило транзистора) (4.2)
Струм бази є даремним і навіть шкідливим. Бажано, щоб він був якомога менше. Зазвичай становить відсотки струму емітера, тобто і, отже, струм колектора лише незначно менше струму емітера. тобто можна вважати. Саме для тог...
