Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.
Скачать (прямая ссылка):
это напряжение составляет часть т] приложенного напряжения Ubb.
¦Коэффициент гц называется внутренним коэффициентом деления и выражается
отношением
ЯВ1
7) =
"в. + R,
В2
_^В1
R
вв
(72)
База 1s
База 2
Когда эмиттерное напряжение UE меньше, чем г\11 "в, эмиттерный переход
обратно смещен и в эмиттерной цепи течет только маленький обратный ток
насыщения. Если напряжение Uе превосходит т) Uв в на величину, равную
прямому падению эмиттерного перехода, дырки будут инжектироваться в
брусок. В связи с тем, что электрическое поле действует внутри
полупроводникового бруска, эти дырки будут двигаться по направлению к ба-
Эмиттер
Окисел
п-эпита~ ксиальный слой р*-подложка
Рис. 32. Однопереходный транзистор.
а - диффузионная планарная структура; б - эпитаксиальная планарная
структура однопереходного транзистора [Л. 491,
зе 1 и повышать проводимость бруска в области между эмиттером и базой 1.
Когда 1Е возрастает, напряжение на эмиттере падает, так как при этом
растет проводимость и прибор будет, таким образом, иметь характеристику с
отрицательным сопротивлением.
Эмиттерная характеристика показана на рис. 33. Две важные точки иа кривой
- это пик напряжения и седловина. В этих точках наклон dUе!с>!Е=й-
Область тока, в которой /е</р, называется областью отсечки. Область между
пиком и седловиной называется областью отрицательного сопротивления;
модуляция ее проводимости является важным моментом. Область с током,
большим, чем Iv, называется областью насыщения.
Время переключения от пика до 'Седловины зависит от геометрии прибора и
условий смещения. Найдено, что это время пропорционально расстоянию между
эмиттером и контактом базы 1 |[JI. 53].
Основная эмиттерная характеристика может быть получена из вквивалентной
схемы, показанной на рис. 34, где Сп и Gp-избыточные прово димости
электронов и дырок между эмиттером и базой 1 (Л. 52]. Эффективность
эмитте- Рис. 34. Эквивалентная схема
ра, с которой дырки двигаются однопереходного транзистора
от эмиттера к контакту базы 1, [Л- 52].
обозначим через Мы будем пренебрегать диффузией, рекомбинацией и
поверхностными
эффектами. Уравнения токового узла для верхней точки (при напряжении UBb)
и центральной точки (при напряжении (Л) имеют вид:
Рис. 33. Вольт-амперная характеристика однопереходного транзистора.
1 - точка минимума напряжения:
2 - область насыщения: 3 - область отрицательного сопротивления: 4 -
точка пика напряжения; 5 - область отсечки.
(73)
/д ~Ь /д2 - (Gj -j- Gp G").
(74)
Добавим следующие соотношения:
П __________ 1 71 ,
Gp р.р
(75)
Комбинация написанных уравнений дает:
Jin
Рр
1
+ 1- y
(76)
Напряжение на эмиттере UE равно сумме iС/г н Uf, оно является падением
напряжения на переходе и удовлетворяет соотношению для идеального диода
где Is - ток насыщения диода. Из равенств (76) и (77) имеем:
В точке пика напряжения dUE/dIE=0 из предыдущего уравнения получим:
Из уравнения (79) ясно, что для того чтобы уменьшить /р, нужно
использовать, полупроводниковый брусок с высоким сопротивлением. Для
.малого Jp пиковое напряжение Up приблизительно равно т]UBb и .почти не
зависит от температуры. Ток в седловине может быть получен из уравнения
i(76) при условии, что t/г"0: .
В седловине имеет место высокий уровень инжекции, и величина эффективного
эмиттера у уменьшается.
Рисунок 35 показывает некоторые экспериментальные результаты [Л. 54] для
однопереходного транзистора с tj =0,6
(77)
(78)
kT 1 / 1 , 1 \
/р^ Эт (Ji^+1__L\ (*bi Кв2)' (79)
\ Рт 1 )
Рис. 35. Измеренная эмнттер-ная характеристика однопере- ¦* ходкого
транзистора с внутренним дистанционным коэффициентом г], равным 0)6, и IR
в в ~
=8 ком [Л 64].
и /?вв=8 ком. Когда контакт базы 1 разомкнут (/в 2=0), вольт-амперная
характеристика аналогична прямой характеристике обычного р-п перехода.
Когда И в в возрастает, пиковое напряжение Up и ток седловины также
возрастают. Отметим, что эмиттерная характеристика весьма слабо
чувствительна к изменениям температуры. Эта особенность находится в
согласии с уравнениями (80) и (81).
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
ЧЕТЫРЕХСЛОЙНЫЕ р-п-р-п ПРИБОРЫ
И ПОЛЕВЫЕ ПРИБОРЫ С ЗАТВОРОМ
В ВИДЕ р-п ПЕРЕХОДА
1. Введение
Принцип действия четырехслойных р-п-р-п приборов близок к принципу
действия плоскостных биполярных транзисторов, в которых оба типа
носителей заряда |(и электроны 'и дырки) принимают участие в механизме
проводимости, в отличие от полевого транзистора с затвором в виде р-п
перехода, который является униполярным прибором с преобладанием "
механизме проводимости основных носителей. Эти два класса приборов были
изобретены
В. Шоклн (Л. ,1, 2] в начале 50-х годов; и тот и другой могут быть
использованы как двух-, трех- и четырехполюсники
Следуя концепции Шокли о "хук-транзисторе" *, Эбере [Л. 3] развил
двухтранзисторную аналогию для объяснения характеристик Р п-р-п
структуры. Детальное описание общих принципов работы и первых работающих
образцов р-п-р-п приборов даны Моллом и др. [Л. 4]. Эта статья послужила
