Главная Импульсный режим работы



чениях базы во времени не меняются. В соответствии с этим уменьшение заряда дырок отображается на рис. 22, в параллельным перемещением с течением времени прямых рб{х). В некоторый момент t = Tt прямая рб(х) (она изображена крупным пунктиром) займет положение, при котором у коллекторного перехода концентрация p6(w) = рбо (равновесная концентрация рбо показана в преувеличенном виде). Длительность Tt, в течение которой концентрация дырок у коллекторного перехода снижается до равновесного значения, называется временем рассасывания заряда базы. Так как при t > Tt концентрация p6(w) О, то дальнейшее обусловленное рекомбинацией уменьшение заряда дырок приводит к уменьшению градиента dp/dx \ и, следовательно, к уменьшению токов г„ и is = «к до станционар-

ного значения /ко = (В + 1)/™-

б) С л у ч а й /бс < О (рис. 23)*). При коммутации тока базы градиент dpldx \ в сечении л; = О резко снижается и становится ниже, чем в сечении х = w (так как «э = к + + /бс < «к)- В данном случае скорость уменьшения заряда электронов в базе выше, чем при /бс = О, так как убыль электронов обусловлена не только рекомбинацией, но и высасыванием электронов из базы током /бс < 0. В такой же мере (из-за уменьшения скорости поступления дырок в базу) возрастает и скорость уменьшения заряда дырок в базе, что обеспечивает сохранение электрической нейтральности базы (можно сказать, что поэтому и уменьшился ток эмиттера). В итоге длительность Tt выхода транзистора из насыщения [моменту t-Ta на рис. 23, в соответствует пунктирная кривая рб(л:)] в данном случае меньше, чем при /бс =0.

После выхода транзистора из насыщения ток коллектора начинает уменьшаться. Соответственно уменьшается и ток эмиттера; в некоторый момент 4о он снижается до нуля, а затем становится отрицательным (рис. 23, в). При этом ток базы /бс = «э + "к, т. е. дальнейшее уменьшение заряда базы связано с переносом дырок базы через оба перехода транзистора. В некоторый момент Т+ концентрация дырок у эмиттерного перехода снижается до равновесного значения, и состояние транзистора становится близким к состоянию в режиме отсечки: заряд базы истощается почти до равновесного значения, а входное сопротивление транзистора резко

*> В дальнейшем будет показано, что обратный ток базы насыщенного транзистора может в тысячи раз и более превосходить ток /ко-



повышается. Это приводит к понижению тока гб-*-/ш (рис. 23, а) практически независимо от величины управляющего напряжения в цепи базы. В целом длительность 7выкл= 7"+ запирания транзистора (рис. 23, б) получается здесь меньшей, чем при /бс = 0. Создавая обратный ток базы насыщенного транзистора значительной величины, можно существенно снизить длительность запирания транзистора*).

В дрейфовом транзисторе процесс запирания транзистора протекает сложнее, но общая его направленность остается той же: при насыщенном транзисторе ток г„=/„ц = = const и происходит рассасывание накопленного в базе (а также в области коллектора, прилегающей к базе) заряда, в результате чего транзистор выходит из насыщения, а затем ток коллектора уменьшается и транзистор запирается.

18. Из сравнения показанных на рис. 21, б и 23, в кривых видно, что при переходе транзистора из режима отсечки в режим насыщения и наоборот процессы изменения заряда базы примерно одинаковы, но они протекают в противоположных направлениях. Некоторое различие кривых Pq(x) при запирании и отпирании транзистора обусловлено влиянием тока базы на величину тока эмиттера. Однако это обстоятельство не приводит к существенному различию в величине заряда QiT. при котором транзистор входит в насыщение, и заряда Qt, при котором он в ы х о дит из насыщения**). В методическом же отношении, имея в виду соотношения (50) и (51), удобно принять***):

*> При-/6c>/kh концентрация дырок у эмиттерного перехода снижается быстрее, чем у коллекторного перехода, и создается своеобразный инверсный режим работы транзистора [98, 106], при котором коллекторный переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный переход - в обратном. На практике такие режимы применяются в интегральных схемах.

** Как показывает анализ, учет этого обстоятельства приводит (применительно к сплавным транзисторам) к соотношению Q-/Q+ S 1 + (S + So)/(3B), где - -/бс бн-

«**) При таком подходе упрощается расчет длительностей Т~ и 7"+(удобно припасовывать решения "дифференциального уравнения заряда базы при кусочно-линейной аппроксимации этого уравнения). В книге Т. М. Агаханяна [106] обосновывается более точное выражение граничного заряда Q+



г. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ ЦЕПИ БАЗЫ В ПЕРЕХОДНОМ ПРОЦЕССЕ

19. Согласно формуле (54) ток коллектора в переходном активном режиме работы связан с зарядом базы простой линейной зависимостью ««(От = Qp(0- Заряд же базы, как мы увидим, связан с током базы iit) линейным дифференциальным уравнением. Следовательно, зная закон {(t), можно довольно просто найти переходный процесс г„(0-К сожалению, строгое определение тока базы сопряжено с решением сложной нелинейной задачи. Однако некоторые особенности ключевых схем позволяют существенно упро-

-п-р



Рис. 24. Рис. 25.

стить эту задачу путем линеаризации параметров базовой цепи транзистора применительно к каждой стадии его работы.

20. В стадии, предшествующей отпиранию транзистора

(Ыб 0), рассмотренная применительно к стационарному режиму отсечки схема базовой цепи (см. рис. 10) должна быть дополнена входной емкостью (рис. 24)

Cbx=C8 + Q, (8.56)

где Сд - емкость эмиттерного перехода и - емкость монтажа. Хотя Сех < 100 пФ, ио при большой величине сопротивления Ry постоянная RyC. может оказаться значительной. Данная схема служит для определения длительности изменения базового напряжения от значения UJ > > О до значения uq = 0.

21. В стадии, следующей после отпирания транзистора («60), схема базовой цепи имеет вид,, показанный на рис. 25. Здесь в соответствии с формулой (33) участок «база-эмиттер» представлен объемным сопротивлением г, соединенным последовательно с источником напряжения «б-э •< 0. Из-за высокой проводимости участка «база - эмиттер» влиянием входной емкости в данной стадии обычно



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


0.0113