Главная Импульсный режим работы



значительным. Такая возможность используется для быстрого вывода транзистора из насыщения (см. п. 17).

Протекание обратного тока базы > /ко в статическом режиме невозможно. В рассматриваемой же стадии это возможно благодаря наличию в базе избыточных зарядов дырок и электронов; положительно смещенный эмиттерный переход как бы играет роль заряженного конденсатора, поддерживающего протекание обратного тока при еу> Ue-

25. В стадии запирания транзистора, выведенного из насыщения, напряжение на эмиттерном переходе по мере

б р-п-р



Рис. 26. Рис. 29.

уменьшения избыточного заряда базы понижается от значения I Укн I до 0. Объемное сопротивление базы в этой стадии = бо-

Всьма трудно определить ток базы «б < О в данной стадии. При технических расчетах можно исходить из упрощенной схемы (рис. 29), в которой напряжение на эмиттерном переходе принимается постоянным и равным (в среднем) 0,51 /khI- Как указывалось в п. 17 (см. рис. 23), протекание обратного тока базы возможно до истощения избыточного заряда базы. После этого независимо от величины ток базы I «б 1 спадает до статического значения / ко-

Д. АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ МЕТОДОМ ЗАРЯДА БАЗЫ *

26. Уравнение заряда базы. Установим связь между током базы и зарядом неосновных носителей в базе в переходном процессе. .-

В основе метода заряда базы лежит принцип электрической нейтральности базы, согласно которому при любом режиме работы выполняется равенство положительного

*> Близким к методу заряда базы [98] является метод кажущегося тока, предложенный С. Я Шацем [101].



и отрицательного зарядов в базе. Применительно к п-базе это равенство имеет вид

Qr,+Qp=Qn, (а)

где Qh - положительный заряд ионизированных доноров в базе, а Qp и Q„ - заряды дырок и электронов в базе.

Пусть толщина базы w = const и, значит, Q„ = const*). Тогда, дифференцируя равенство (а), получим

dQp dQn dt dt •

Скорость изменения заряда электронов в базе определяется в основном скоростью притока электронов через базовый электрод (гб) и скоростью рекомбинации (грек)*-*- Следовательно,

=6-W (б)

Согласно формуле (49) ток ipjj Q.Jp- Обозначая для упрощения записи Qp = Q, представим уравнение (б) в виде

"+- = б(0. (8.60)

Это дифференциальное уравнение называется уравнением заряда базы. Роль постоянной времени уравнения выполняет время жизни Тр. Хотя Тр = const, но допустимо полагать, что оно принимает два постоянных значения: тр - в активном режиме и Тн - в режиме насыщения. Тогда уравнение (60) можно рассматривать как кусочно-линейное. Для его решения надо знать закон изменения тока kit) и начальное в момент = О условие Q(0). Если при > О ток гб = = /б = const, то решение уравнения (60) имеет вид

Q=Q (О = Q(oo)-[Q(oo)-Q (0)1 е-/Р, (8.61)

*> При таком предположении мы пока пренебрегаем влиянием барьерных емкостей транзистора, рассматриваемым в разд. Е.

**> Здесь и в дальнейшем приближенно принимается, что электронными токами переходов транзистора можно пренебречь. Кроме того, предполагается, что равновесный заряд базы и начальный ток базы /бо = - /ко пренебрежимо малы.



где Q(oo) - установившееся значение заряда базы, наступающее, строго говоря, при / = оо. В установившемся режиме dQIdt = О, и из уравнения (60) следует, что

Q(oo)=/6Tp. (8.62)

В переходном процессе, как это видно из уравнения (60) часть тока базы идет на прирост заряда базы (так как при. рост заряда дырок равен приросту заряда электронов), а другая часть (Q/x) расходуется на покрытие убыли электронов из-за реком-

бинации. Пока заряд базы мал, ток рекомбинации также мал, и dQIdt /g, т. е. почти весь ток базы идет на прирост заряда базы. По мере возрастания Q все большая часть тока базы расходуется на покрытие убыли электронов из-за рекомбинации («реп = Qhp- -> /g), а скорость прироста заряда dQ/dt 0.

27. Анализ процесса отпирания транзистора. Пусть в момент = О возникает перепад тока базы от значения - = О до значения si бн (рис. 30, а). Примем, что начальный заряд Q(0) = Qp„ 0.


Рис. 30.

До насыщения транзистора Тр = Тр, в соответствии с чем заряд базы нарастает по закону (61), как если бы он стремился к значению Q(oo) == = /тр, показанному на рис. 30, б крупным пунктиром, т. е.

Q(0 = s/6HTp(l-e-P) {t<Tr). (8.63)

Закон (63) справедлив до входа транзистора в насыщение, т. е. до момента TZ, в который согласно формуле (55) заряд базы достигает значения Qu = /бнТр. При Q > следует принять Тр = Tg и для определения закона Q{i) надо найти новое решение уравнения (60). Будем в этом решении отсчитывать время от момента TJ, т. е. введем временную коорди-



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


0.0138