Тепловой ток транзистора (обратный коллекторного перехода)

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 7Следующая ⇒

Неуправляемый ток коллекторного перехода Jко (Jкоб) имеет сильную зависимость от температуры, поэтому его часто называют тепловым током транзистора. Этот ток протекает через базовую цепь транзистора и поэтому неуправляемый тепловой ток коллектора в схеме ОЭ будет значительно выше чем в схеме ОБ: Jкоэ = Jкоб(β+1). Изменение теплового тока с температурой может в усилительных каскадах приводить к изменению положения рабочей точки, поэтому принимаются специальные меры для её температурной стабилизации.

Зависимость Jко от конструктивных параметров транзистора дается (4_91):

Допустим, что транзистор является симметричным, т.е. технологические параметры эмиттерной области такие же как и коллекторно, тогда : a₁₂ = a₂₁, a₁₁= a₂₂. Кроме того учтем, что легирование эмиттерной и коллекторой областей значительно сильнее, чем базовой тогда p_p>>n_n и соответственно p_n>>n_p, что позволяет в a₁₁ a₂₂ оставить только один член с неосновными носителями.

(4_94)

Подставив в выражение для Jко из a₁₂=a₂₁ из (4_87) и a11 = a22 из (4_94) получим:

Так как w/Lp << 1, то th(w/Lp) ~ w/Lp и для Jко можно записать:

(4_95)

Таким образом при сделанных допущениях Jко совпадает с a₁₁= a₂₂ (см. 4_94) и соответственно будет равен ирку Jэо.

Как видно из (4_95) тепловой ток транзистора определяется тепловой генерацией неосновных носителей в базе транзистора, причем чем уже база, тем меньше тепловой ток.

4.5.3. Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода - r_э

Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода r_э является одним из элементов физической эквивалентной схемы транзистора. Рассчитаем как оно зависит от тока эмиттера (положения рабочей точки). Для активной области (Uэб>0 и Uкб<0) для входной характеристики с хорошей точностью можно записать:

(4_96)

Из (4_96) следует:

(4_97)

4.5.4. Дифференциальное сопротивление коллекторного перехода - r_к

Рис. 64 Диаграмма, иллюстрирующая изменение ширины базы транзистора при изменении ширины ОПЗ коллекторного перехода при увеличении коллекторного напряжения (U_кб2>U_кб1).

Основным фактором влияющим на величину коллекторного сопротивления является эффект модуляции толщины базы изменяющимся напряжением коллекторного перехода. При увеличении коллекторного тока область ОПЗ расширяется и ширина базы уменьшается, что сопровождается возрастанием коэффициента передачи транзистора по току и соответственно ростом коллекторного тока. Для коллекторного сопротивления можно записать:

(4_98)

Изменение ширины базы примерно равно изменению ширины ОПЗ коллекторного перехода (см. рис. ):

dw(Uкб) = - dl(Uкб) (4_99)

Принимая во внимание, что легирование коллектора значительно выше легирования базы и используя формулу ( ) для барьерной емкости перехода получим:

(4_100)

Таким образом получено выражение для второго сомножителя в уравнении (4_98). Рассчитаем теперь первый сомножитель.

(4_101)

Подставив результирующие выражения (4_101) и (4_100) в (4_98) получим:

(4_102)

Откуда:

(4_103)

Таким образом r_к возрастает с увеличением коллекторного напряжения ( пропорционально √Uкб) и уменьшается при увеличении тока эмиттера (соответственно и тока коллектора), т.е. при больших токах наклон выходных характеристик возрастает (веерообразность характеристик особенно заметна в схеме ОЭ при изменении коллекторного тока в широких пределах). Рис. иллюстрирует соответствующие (4_103) зависимости r_к от коллекторного напряжения и тока эмиттера.

Рис. 65. Зависимость rк от напряжения коллектора и тока эмиттера (U_к2>U_к1, I_э2>I_э1)

Лекция 15

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 987; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!