ксимувати експонентою. На рис. 2.1.1,6 така апроксимація відповідає штриховий лінії, яка проходить через точки графіка з координатами (х Е , N АЕ ) і (x К , N o ), тобто
N * (x) =-N * 10 В· e -ax + N 0 =-N АЕ exp (-a (xx Е ) + N 0 . (2.1.11)
Параметри апроксимації визначаються наступним чином:
N * 10 = N АЕ exp (ax Е ). (2.1.12)
Враховуючи те що напруженість електричного поля дорівнює [4]: ​​
(2.1.13)
Отримуємо
(2.1.14)
Це означає, що при експоненційному розподілі домішки електричного поля практично у всій квазіелектронейтральной базі постійна, за винятком слабкий пріколлекторной частини бази, як правило, зайнятої ОПЗ колекторного переходу. Знак мінус означає, що поле в базі спрямоване проти осі х, тобто прискорює електрони від емітера до колектора. Для оцінки В«силиВ» впливу прискорює поля в базі вводять поняття фактора поля, який показує, у скільки разів різниця потенціалів в базі О”U Бx = E x W Б0 , що виникає за рахунок наявності В«ВбудованогоВ» поля в базі Е х , більше П† Т :
(2.1.15)
Таким чином, фактор поля тим більше, чим більше перепад концентрації акцепторів в базі. Наприклад, при N АЕ = 10 16 см -3 , N 0 = 10 14 см -3 маємо О· = 4,6.
Підставляючи (2.1.11) у (2.1.10) та враховуючи, що практично у всій базі N * (х)>> N 0 ), отримуємо
(2.1.16)
У бездрейфовом транзисторі О· = o, і розподіл концентрації електронів в базі практично лінійно. За наявності прискорюючого (О·> o) електричного поля частина струму електронів і раніше переноситься за рахунок дифузії, а інша частина - за рахунок дрейфу. З цієї причини градієнт концентрації електронів поблизу емітера зменшується, як показано на рис. 2.1.2 [4]
В
а) розподіл концентрації електронів від координати, б)-залежність m (О·} в транзисторі з прискорюючою полем у базі, в) розподіл п (х) у реальному транзисторі
Рис. 2.1.2. br/>
Зменшується і загальний заряд електронів Q n в базі. Це призводить до зменшення струму об'ємної рекомбінації електронів в базі J vA = Q n /П„ n , а значить, до зростання коефіцієнта переносу при збільшенні прискорюючого поля в базі. Обчислюючи заряд Q n і струм об'ємної рекомбінації електронів в базі відповідно до виразами [4]: ​​
(2.1.17)
і (2.1.18)
і враховуючи те, що 1 пх = =-S е J пх , отримуємо
(2.1.19)
(2.1.20)
Функція F (О·) враховує вплив прискорює поля в базі і визначається виразом
(2.1.21)
Графік залежності т (О·) наведено на рис. 2.1.2,6. Штрихова лінія відповідає лінійної апроксимації m (О·) ≈ 1 +0,45 О·. Значення коефіцієнта перенесення визначається виразом
(2.1.22)
Таким чином, коефіцієнт переносу в дрейфовому транзисторі виявляється більше, ніж у транзисторі з однорідної базою такої ж товщини, так як значення функції F (О·)
Постійне накопичення заряду електронів в базі дрейфового транзистора сильно зменшується із зростанням прискорює поля в базі.
(2.1.23)
За наявності гальмуючого поля в базі (знак фактора поля О· змінюється на протилежний) П„ О± збільшується із зростанням О·, а коефіцієнт переносу П‡ сильно зменшується.
У транзисторах, виготовлених методом подвійного односторонньої дифузії (див. рис. 2.1.1), наявність гальмуючого поля на початку бази частково або повністю компенсує позитивний вплив прискорює поля в решті частини бази. Розподіл п (х) показано на рис. 2.1.2, б суцільною лінією. Тому ефективні значення функції m (О·) не настільки високі і можуть бути навіть менша одиниці. У таких транзисторах основний внесок у зменшення постійної накопичення дається не поле в базі, а мала товщина бази, що забезпечується дифузійної технологією.
2.2 Фізичні процеси в дрейфових транзисторах при великій щільності струму
При великій щільності струму концентрація електронів в базі п + -р-п-п + транзистора збільшується, а в силу квазіелектронейтральності збільшується і концентрація дірок. Це призводить до підвищення рівня інжекції в певних частинах бази та ліквідації там вбудованого електричного поля. Для транзистора, отриманого методом подвійного односторонньої дифузії, рівень інжекції електронів найбільш сильно збільшується в пріеміттерной частини, а потім і в пріколлекторной частини бази (рис. 2.16, в). Підвищення ...
