Вопрос 15. Эффект модуляции ширины базы и его влияние на работу биополярного транзистора.
Эффект модуляции ширины базы
Эффект Эрми (эффект модуляции) заключается в изменении ширины базовой области под действием обратного напряжения на коллекторном переходе.
Изменение напряжения на коллекторном переходе приводит к изменению ширины базы и как следствие к снижению концентрации дырок на границе эмиттерного перехода, что эквивалентно уменьшению напряжения на нём. При прямом напряжении – переход сужается, а при обратном- расширяется.
Дырки, инжектированные из эмиттера в базу создают на границе эмиттерного перехода избыточную концентрацию pn(0). Достигая коллекторного перехода, они подхватываются его полем и мгновенно переносятся в область коллектора. Поэтому их концентрация на границе коллекторного перехода равна нулю.
Uкб1 < Uкб2 ,тогда w1>w2 (показано красным)
Значит Iкр1>Iкр2 => ток коллектора возрастет
=> Iб инжек уменьшается и значит ток базы умень. => Iб1>Iб2(тк Iбрек>Iбрек)
Iэ2>Iэ1
Влияние на работу биополярного транзистора.
1) Увеличение отрицательного коллекторного напряжения, при постоянном токе эмиттера, приводит к увеличению положительного напряжения на эмиттерном переходе, т.е. в транзисторе существует обратная связь между выходным (коллекторным) и входным (эмиттерным) напряжением.
Чем меньше толщина базы, тем большая доля дырок достигает коллекторного перехода, т.к. на меньшей длине меньше вероятность рекомбинации, и наоборот. Следовательно коллекторный ток растёт с увеличением коллекторного напряжения.
2) Коллекторное напряжение влияет на величину коэффициента передачи тока эмиттера α, что в свою очередь приводит к уменьшению дифференциального сопротивления коллекторного перехода.
Чем меньше толщина базы тем быстрее дырки инжектированные в эмиттер достигают коллекторного перехода, и наоборот.
3) Коллекторное напряжение влияет на быстродействие транзистора.
Модуляция толщины базы сопровождается изменением заряда дырок в базе, т.е. имеет место зависимость заряда от коллекторного напряжения.
4) Коллекторный переход, дополнительно к обычной барьерной ёмкости, обладает ещё и диффузионной ёмкостью.