Главная Импульсный режим работы



ряд базы, нарушая ее нейтральность. Это обусловливает возникновение электрического поля, направленного в сторону появившегося в базе отрицательного заряда. Поле, воздействуя на эмиттерный переход, вызывает инжекцию дырок в базу, нейтрализующих отрицательный заряд базы*). Процесс нейтрализации базы протекает чрезвычайно быстро - практически мгновенно, и можно полагать, что в любой момент времени приращение заряда электронов в базе равно приращению заряда дырок**).

Инжектированные дырки диффундируют в глубь базы, и через весьма малое время Т, (в бездрейфовом транзисторе Го То/6 [101, 108]) начинает заметно повышаться градиент {dp/dx I также и у коллекторного перехода (рис. 21, а) С этого времени практически начинают нарастать токи и is = if (в момент = О ток эмиттера 4 =lt замыкался через цепь базы).

С течением времени заряд дырок в базе растет; кривые распределения концентрации дырок в базе в некоторые моменты времени показаны на рис. 21,6 (в более сжатом масштабе). Как видно, с течением времени градиенты dptldx \ у обоих переходов повышаются; соответственно нарастают токи коллектора (см рис. 20, в) и эмиттера. В некоторый момент Та ТОК каалектора достигает значения /кв = EjRj. Соответствующая этому моменту кривая pix) показана на рис. 21, б крупным пунктиром. При t>T7 транзистор находится в насыщенном состоянии (/„ = /„„ = const) и градиент I dpldx I в сечении л; = ш не меняется. Но заряд дырок продолжает нарастать, и кривые р{х) сдвигаются в указанном на рис. 21, б направлении, стремясь (строго говоря, при t = сзо) к положению, соответствующему стационарному режиму. Этот режим определяется током базы /б".

При достижении стационарного состояния заряд дырок (а также заряд электронов) возрастает на величину AQ = = Qp - <Зро = Qp = /Тр [см. формулу (50)]. При отсутствии рекомбинации длительность переходного процесса

*) Это поле действует и на коллекторный переход, но оно лишь повышает его обратное смещающее напряжение.

** При описании процесса нейтрализации базы принято, что причиной инжекции дырок является приток в базу электронов, доставляемых током базы. В других случаях в качестве причины инжекции дырок принимают напряжение, подаваемое на переход, а появлениет о к а базы рассматривают как следствие. Однако при принятом рассмотрении процессов невозможно различить и отделить причину от следствия.



была бы равна QJit в действительности же она будет несколько больше.

16. Связь между зарядом базы и током коллектора в переходном режиме. До входа транзистора в насыщение каждая из кривых ро{х) (рис. 21,6) соответствует некоторому току гк(0 < кн, определяемому градиентом \dptldx в сечении X -W. сравним эти кривые с кривыми pdx) стационарного режима (см. рис. 19,а) таким образом, чтобы сравниваемые кривые относились к одному и тому же току коллектора [«к(0 =/к = 5/б1. При этом будем интересоваться не тонкой структурой кривых, а величиной интеграла (46), определяющего заряд базы. Сравниваемые кривые различаются по двум причинам.

Во-первых, из-за длительности пролета т., в переходном процессе изменения концентрации носителей у коллекторного перехода отстают от таковых изменений у эмиттерного перехода. Но т, < Тр. Поэтому обусловленное этой причиной различие зарядов базы в стационарном и переходном режимах весьма мало.

Во-вторых, кривая Ръ{х) стационарного режима, относящаяся к току /и = 5/б < / кн, соответствует току базы /б < /бн и току эмиттера /э = /к + /б < /к + /бн- Аналогичная кривая переходного процесса, относящаяся к току t „(/) = / к, соответствует току базы it > /бн и току эмиттера 4 = / к + / > / к + /бн- Поэтому градиенты концентраций сравниваемых кривых у коллекторного перехода одинаковы, а у эмиттерного - различны. Однако, если вследствие неравенства Б >1 ток базы /б < «к(0 (что в переходном режиме справедливо при не очень малой величине 1к), то можно принять, что при одинаковых токах коллектора ijt) =/к соответствующие им заряды в базе приблизительно одинаковы, т. е. Qp{t) Qp. Такое приближение, применяемое при технических расчетах, существенно их упрощает; от позволяет распространить простое соотношение (47) и на переходный режим работы:

Qj,it)i,(t)T, (/н</кн)- (8-54)

Это соотношение справедливо и для дрейфовых транзисторов.

17. Переходный процесс при запирании транзистора. Пусть при / <: О бездрейфовый транзисторв ключевой схемы находился в стационарном насыщенном состоянии, характеризуемом токами /„н н it > hn (рис. 22, а, б). Соответствующее распределение концентрации дырок в базе



отображено верхней кривой на рис. 22, е. Рассмотрим картину переходного процесса (без учета влияния емкостей схемы), возникающего в двух типичных случаях при внезапном в момент = О уменьшении тока базы до значения /бс < 0.

а) С л у ч а й /бс = 0. При токе базы «б = О дырочный ток ip{x) во всех сечениях базы равен току коллектора. По-



этому у бездрейфового транзистора в любой момент времени градиенты dp/dx \ во всех сечениях базы одинаковы (рис. 22, е). Следовательно, сразу же после коммутации тока базы графики pix) в течение всего переходного процесса представляют собой прямые*).

При нулевом базовом токе электроны в базу не поступают, и их заряд благодаря рекомбинации с течением времени уменьшается. Одновременно и в том же количестве снижается заряд дырок. Но до выхода транзистора из насыщения ток 1к = / кн = const и градиенты dplSc \ во всех се-

*> При коммутации тока базы несколько уменьшается напряжение на эмиттерном переходе, что вызывает незначительное увеличение тока коллектора



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [58] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.04