ий член в цьому виразі є В«класичноїВ» складової напруженості електричного поля, обумовленого неоднорідним легуванням. Другий член відображає наявність додаткової сили, пов'язаної зі зміною валентних сил в кристалі, обумовлених сильним легуванням (ефект СЗЗ). Для транзистора з розподілом концентрації легуючих домішок, показаним на рис. 2.1.1, перша складова поля E p1 при ННІ спрямована по осі х і гальмує дірки, інжектовані в емітер. Друга складова поля E p2 <0 і зменшує гальмує полі для дірок в емітері. Таким чином, вплив СЗЗ призводить до додаткового накопичення заряду дірок в емітер, збільшення концентрації дірок діркового струму емітера і до зменшення коефіцієнта інжекції.
Розподіл електричного поля і концентрація дірок в емітер.
В
Рис.2.2.1
Приблизне розподілення Е р (х) в квазіелектронейтральной області емітера показано на рис. 2.2.1, а. Без урахування звуження забороненої зони E p1 визначається кривою 1, а з урахуванням - кривої 2. Зазвичай при низькому рівні інжекції гальмуючий електричне поле досить велике, і дірки, диффундирующие проти поля, проникають в емітер на невелику відстань, на якому Е р мало змінюється. Для оцінного розрахунку р (х) будемо вважати, що на цій відстані електричне поле Е р , коефіцієнт дифузії дірок D p та їх час життя П„ р постійні і відповідають значенням, розрахованим при х = х 1Е . Підставивши (2.2.23) у рівняння безперервності для дірок [4]
(2.2.25)
отримаємо для стаціонарного режиму
(2.2.26)
де-дифузійна довжина дірок.
Наближене рішення цього диференціального рівняння має вигляд
(2.2.27)
де р пе == р (х 1Е )) - Концентрація дірок при х = х 1е (рис. 2.2.1,6). p> У цьому випадку характеристична довжина L *, на якій концентрація дірок спадає в е раз, називається дифузійної довжиною проти поля. Вона визначається виразом
(2.2.28)
де О· Е = E p L p /П† T фактор поля; функція
, при О· Е В»1.
Таким чином, при низькому рівні інжекції дірковий струм емітера (при x = x 1Е ) визначається виразом
(2.2.29)
Враховуючи, що, остаточно можна записати
(2.2.30)
(2.2.31)
Отримані вирази дозволяють визначити коефіцієнт передачі струму бази для нормального активного режиму. Струм бази транзистора
(2.2.32)
де перші дві складові струму бази визначаються виразами (2.2.19), (2.2.30), (2.2.31), а третя (Пов'язана з рекомбінацією в ОПЗ) відповідно до [4]
(2.2.33)
Інтегральний коефіцієнт передачі струму бази
(2.2.34)
Підставивши в (2.2.34) виразу (2.2.19), (2.2.30), (2.2.31), (2.2.33) і (2.2.11) і виконавши необхідні перетворення [4], отримаємо
(2.2.35)
де I RS = I 2 R) /I Еns -характеристичний струм впливу рекомбінації носіїв заряду в ОПЗ емітера.
Так як в даній постановці завдання I K ≈ I Е = I nx , вираз (2.2.35) визначає залежність ОІ від струму колектора. Перший член виразу (2.2.35) обумовлений рекомбінаційними втратами електронів в обсязі бази, другий член-дефектом інжекції емітера, третій - наявністю рекомбінації носіїв заряду в ОПЗ емітера. Залежність ОІ (I до ) для потужного транзистора показана на рис. 2.2.2. p> Залежність коефіцієнта передачі струму від струму колектора.
В
Рис. 2.2.2
Спад ОІ в області малих струмів обумовлений рекомбінацією носіїв заряду в ОПЗ емітера від струму колектора (третій член), а спад ОІ в області великих струмів-зменшенням коефіцієнта інжекції (другий член). Крім явної залежності ОІ (I nx ) необхідно мати на увазі, що постійна накопичення П„ F різко зростає в області великих струмів через вплив ефекту Кірка і квазінасищенія. Зростання П„ F і зменшення i kf == Q B0 /П„ F у області великих струмів посилюють спад ОІ.
Залежність коефіцієнта передачі струму ОІ від напруги колектор-емітер U ке обумовлена ​​низкою ефектів, пов'язаних із зміною кордону ОПЗ колекторного переходу x 1к при зміні U ке . При малих щільності струму основну роль і грает розширення ОПЗ колектора в область бази, за рахунок чого змінюється товщина квазіелектронейтральной бази (ефект Ерлі). В області підвищених густин струму і невеликих напруг Uке починає позначатися ефект Кірка і ефект квазінасищенія. При великих зворотних напругах U КЕ додаткове зростання ОІ пов'язано...
