Главная  Журналы 

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

Когда эмиттерный переход смещен в прямом направле- НИИ, то справедливо следующее равенство:

п(0)(0)ехр= (3-16) Подставляя (3.16) в (3.15), определяем плотность тока: 4=.-В„Я(0),Л0) -P(BsW. (317)

Из выражения (3.17) следует, что при заданном значении f/gg плотность тока зависит только от концентрации

примеси при д;=0 и от количества примесей в базе, которое определяется в основном знаменателем. Общая же плотность рекомбинации

i = \[n{x)-nMdx. (3.18)

Если время жизни Тп постоянное, плотность тока рекомбинации небольшая и ее можно рассматривать как плотность электронного тока, собираемого коллектором, то плотность тока, инжектируемого эмиттером,

«Э п + рек-

Зная плотность тока, определяем

пК /п

(3.19)

1 + q и [«{X) - п,, (0)] dxj I - J„x„j . (3.20)

Подставляя (3.15) в (3.20), получаем:

Dntn .

О L

Для однородной базы коэффициент переноса

1 -т

(3.21)

(3.22) 85



Эффективность эмиттера. В процессе формирования активных областей п-р-п транзистора с вертикальной инжекцией носителей эпитаксиальный коллекторный слой сначала компенсировался акцепторной примесью, чтобы образовать базу, а затем базовая область компенсировалась донорной примесью, чтобы сформировать эмиттер. Поэтому приходится создавать большую концентрацию донорной примеси, что способствует образов ванию эффектов деградации [31, 63].

Первый эффект связан со значительным понижением подвижности носителей, действием эффектов рассеяния, а второй -с резким уменьшением жизни неосновных носителей. В результате действия этих эффектов в области эмиттера диффузионная длина неосновных носителей Lp будет порядка нескольких микрометров и продолжительность жизни неосновных носителей резко уменьшается. При такой незначительной диффузионной длине градиент распределения неосновных носителей будет очень большой, а диффузионная составляющая дырочного тока в эмиттере будет намного больше, чем ток дрейфа. Это означает, что любое электрическое поле в эмиттере будет оказывать незначительное влияние на дырочный ток. На основании этого плотность дырочного тока в эмиттере

(3-23>

При L>Lp, получаем

, (3.24>

Кроме того, дырочный ток можно выразить через напряжение эмиттерного р-п перехода:

рэ--Ят; Рп (0) ехр (Е/бэ/«?т) =

ехр Ыт,). . (3.25

Теперь, зная плотности токов /„д " -рэ- определим

1 -Ь (Dp/D„Lp)

/ -iV(O);

. пэ , J ,-. (.3.26)

•«Э+рЭ



у хороших транзисторов второй член знаменателя будет значительно меньше 1, и выражение (3.26) можно пере-

писать в виде

Тогда коэффициент передачи тока в схеме ОБ равен

При инверсном включении транзистора и и у можно определять аналогично, но они будут иметь другие значения.

Пример 3.1. Определить коэффициент передачи тока транзистора, вк.чюченного по схеме с ОЭ в нормальном активном режиме, если XjB=2 мкм, Xjk=2, шт, ширина необедненной базы 0,5 .мкм, распределение примеси в необедненной области базы изменяется примерно линейно от 10* до 10" атом-см" н Wd=10" aтoм-cм- диффузионные длины дырок в эмиттере и электронов в базе соответственно равны Lp=ll мкм, Ln = 10 мкм.

- о,25-j-5-10"=l-0,00125, да= 0,52

ух 0,99875-0,99875

г21Э=1 ух= 1 -0.99875-0,99875 ~00-

Напряжение лавинного пробоя. Электрический пробой транзисторных р-п переходов наступает тогда, когда напряженность электрического поля в р-п переходе превышает критическое значение. С физической точки зрения электрический пробой - это лавинный процесс, вызванный ударной ионизацией, создающей дырочно-элек-тронные пары [63].

Направление электрического поля в области обеднения получается таким, что оно вьшуждает электроны перемещаться в коллекторную область, а дырки - обратно в базу. Таким образом, электроны, достигающие коллектора, состоят из первоначальных электронов, вхо-





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