концентрації дірок в базі поблизу
ОПЗ емітера призводить до зростанню частки струму дірок, інжектованих з бази в емітер, і зниженню коефіцієнта інжекції. При подальшому збільшенні струму рівень інжекції стає високим практично у всій області бази [N (x)>> | N (x) |] і процеси переносу електронів в базі дрейфового транзистора подібні до процесів у базі бездрейфового транзистора. Зазначені процеси визначають залежність коефіцієнта передачі струму від струму колектора (або емітера). Ефекти Кірка і квазінасищенія дають додатковий внесок у спад коефіцієнта передачі струму транзистора при великій щільності струму.
Розглянемо фізичні процеси, що відбуваються в базі транзистора при довільних рівнях інжекції. Граничне умова для носіїв заряду в базі на кордоні ОПЗ емітера має вигляд [4]
(2.2.1)
Підставивши (2.2.1) в (2.1.4) і вважаючи х = х 2Е , отримаємо вираз для наскрізного струму електронів в базі
(2.2.2)
Інтеграл від концентрації дірок р (х) в базі за допомогою умови квазіелектронейтральності (2.1.8) можна представити у вигляді
(2.2.3)
Тут Q p і Q n - заряди дірок і електронів в квазіелектронейтральной базі, a Q В0 - заряд рівноважних дірок у базі:
(2.2.4)
(2.2.5)
Відомо, [4] що при низькому рівні інжекції заряд електронів в базі Q n пропорційний наскрізного току 1 пх . Коефіцієнт пропорційності являє собою постійну накопичення заряду електронів в базі і визначається (2.1.23). При високому рівні інжекції [п (х)>> | N (х) |] пропорційність між Q n і I nx як і раніше зберігається, але коефіцієнт пропорційності має інше значення, яке визначається формулою [3]:
(2.2.6)
У загальному випадку
(2.2.7)
де т = т (О·) при низькому рівні інжекції і т = 2 при високому рівні інжекції електронів в базі.
Вираз (2.2.2) з урахуванням (2.2.4), (2.2.5) і (2.2.7) можна представити у вигляді
(2.2.8)
В (2.2.8) позначено
; (2.2.9)
(2.2.10)
Ток/ Еns визначає електронну складову струму насичення емітерного р-п переходу при низький рівень інжекції. Струм i kf є характеристичним струмом, визначальним кордон між низьким і високим рівнями інжекції електронів в базі.
Далі будемо розглядати нормальний активний режим. Для цього режиму U K <<-П† T , і тому
(2.2.11)
Використавши (2.2.11), можна встановити зв'язок між напруженням U е і наскрізним струмом I nx .
(2.2.12)
Визначимо струм об'ємної рекомбінації електронів в базі, Згідно з [4] цей струм
(2.2.13)
Час життя електронів залежить від концентрації легуючих домішок [4], а тому і від координати. Тоді відповідно до [4] запишемо
(2.2.14)
(2.2.15)
де П„ по (То), П„ ро (Tо) визначаються при T про = 300 К.
При високому рівні інжекції можна вважати, що концентрація електронів в базі зменшується практично лінійно від її значення n ре у емітера до нуля у колектора:
(2.2.16)
Крім того, при високому рівні інжекції
(2.2.17)
З урахуванням цих припущень можна ввести ефективне (усереднене) час життя електронів в базі в відповідності з виразом
(2.2.18)
де інтегрування проводиться в межах квазіелектронейтральной бази від x 2Е до x 1K .
З урахуванням (2.2.18) і (2.2.7) струм об'ємної рекомбінації електронів в базі визначається виразом
(2.2.19)
Для розрахунку коефіцієнта передачі струму необхідно визначити струм дірок, інжектованих з р-бази в п +-емітер. Дірки, проникаючі в емітер дрейфового транзистора, переміщуються в ньому не тільки за рахунок дифузії, але і під дією електричного поля, обумовленого неоднорідним легуванням емітера, а також ефектом звуження забороненої зони в сильнолегованому емітері. У стані термодинамічної рівноваги струм електронів емітера дорівнює нулю. Покладемо в рівнянні [4]
(2.2.20)
де О”П† G = О”E G /q, О”E G -звуження забороненої зони;
A-коефіцієнт асиметрії в звуженні (А = 0,5).
J nx = 0 і використавши співвідношення Ейнштейна, висловимо напруженість електричного поля:
(2.2.21)
Підставивши (2.2.21) у рівняння для густини струму дірок [4],
(2.2.22)
отримаємо (2.2.23)
Дрейфовий струм дірок пропорційний ефективної напруженості електричного поля для дірок [4]: ​​
(2.2.24)
Перш...
