252 (49)

252

Tranzystor bipolarny

Stosunek r_wyjr_we wynosi kilka tysięcy, gdyż r_we jest małą rezystancją przyrostową złącza E-B spolaryzowanego w kierunku przewodzenia (z rozdziału 3 wiadomo, że rezystancja przyrostowa złącza p-n wynosi <py\I, czyli przykładowo w temperaturze pokojowej przy prądzie emitera I_E = 1 mA, r_we = 25 £2), r_wy zaś jest bardzo dużą rezystancją przyrostową złącza B-G spolaryzowanego w kierunku zaporowym (w przypadku idealnego źródła prądowego rezystancja r_wy byłaby nieskończenie wielka, w rzeczywistości jest rzędu kilkuset kiloomów).

Tranzystor jest rzeczywiście „elementem transformującym rezystancję” i wzmacniaczem mocy.

Rozpatrzymy teraz nieco dokładniejszy model zjawisk zachodzących w tranzystorze zgodnie z rys. 5.12. Uwzględnimy tu dodatkowo możliwość rekombinacji elektronów

spowodowanego rekombinacją nośników w bazie: a) obraz strumieni nośników; b) schematyczny rozpływ prądów w tranzystorze n-p-n i p-n-p

z dziurami w obszarze bazy. Jednym z podstawowych założeń wprowadzanych w analizie tranzystora jest zasada obojętności elektrycznej całego obszaru bazy. Stąd -wynika, że liczby elektronów i dziur nadmiarowych w bazie są sobie równe. Jeżeli na przykład z emitera w pewnej chwili wpływa do bazy 100 elektronów, to ładunek ujemny, jaki tworzą te elektrony, przyciąga z najbliższego sąsiedztwa 100 dziur. Niedomiar tych stu dziur „w najbliższym sąsiedztwie” jest uzupełniany przez przypływ dziur z następnych obszarów bazy, aż ostatecznie wpływa 100 dziur z obwodu zewnętrznego przez elektrodę bazy (jest to oczywiście jednoznaczne z usunięciem 100 elektronów z warstwy bazy do obwodu zewnętrznego, gdyż w obwodzie zewnętrznym płynie tylko prąd elektronowy). Cały proces równoważenia się ładunków nośników nadmiarowych przebiega w czasie r «10~^u ... ... 10^-13 s, czyli — praktycznie biorąc — jest to proces natychmiastowy. Dlatego można twierdzić, że zawsze istnieje równowaga ładunku elektronów i dziur nadmiarowych w obszarze bazy.

Skorzystajmy teraz z zasady obojętności elektrycznej bazy w celu wyjaśnienia rozpływu prądów, przedstawionego na rys. 5.12. Szybkość strumienia elektronów wpływających z emitera do bazy niech przykładowo wynosi 100 elektronów na sekundę, a szybkość rekombinacji par elektron-dziura niech będzie 1 para na sekundę. W pierwszej sekundzie z emitera wpływa do bazy 100 elektronów i z uwagi na zasadę obojętności elektrycznej bazy w tym samym czasie przez elektrodę bazy wypływa 100 elektronów do obwodu zewnętrznego, co oznacza inaczej, że do obszaru bazy wpływa 100 dziur. W ten sposób w chwili włączenia tranzystora prąd bazy jest równy prądowi emitera. Jest to stan nieustalony, który będzie