284 (44)

- 284

Tranzystor bipolarny

Na rysunku 5.38 przedstawiono zależność I_C(U_C), przy czym napięcie kolektora U_c jest mierzone względem bazy dla prądu I_Cbo hib względem emitera dla trzech pozostałych prądów. Wyjaśnijmy dlaczego

i CEO > -tCER > -ICES > IcBO

Znamy sens fizyczny prądu I_CBO — jest to prąd unoszenia nośników mniejszościowych, typowy dla pracy złącza p-n w kierunku zaporowym. W przypadku tranzystora krzemowego jest to głównie prąd nośników generowanych w warstwie zaporowej złącza B-G (rys. 5.39a).

Prąd l_CEO jest mierzony przy napięciu doprowadzonym między kolektor a emiter — U_CE.

W tym przypadku odkłada się pewien spadek napięcia na złączu E-B w kierunku przewidzenia (na przykład dla U_CE = 10 V może być U_CB = 9,9 V oraz U_EB = = 0,1 V). Dlatego przez złącze B-G oprócz prądu I_Cbo płynie również strumień nośników' wstrzykiwanych przez emiter (rys. 5.39b). Poniew^raż prąd emitera jest równy prądowi kolektora (rózwarta baza), zatem

Iceo ~ m-nIceo+Icbo    (5.66)

Stąd

Iceo =    + - j-⁵*) Icbo =    +1) Icbo    (5-66a)

^{1 —a}iV \ ¹ ~^rJ-N ¹ —^aN/

Prąd I_CER jest mniejszy' niż prąd /_CEO, gdyż rczy^rstor R bocznikuje złącze E-B. Zmniejsza się zatem napięcie U_EB polaryzujące to złącze w kierunku przewodzenia, a więc maleje efekt w'strzykiwania nośników z emitera.

Wydawałoby się, że w przypadku zwarcia emitera z bazą nie ma żadnego napięcia na złąozu E-B, czyli nie ma wstrzykiwania nośników z emitera do bazy i prąd I_CES powinien być równy I_CBo■ Jednak I_CES > I_Cbo> gdyż nie można mówić o idealnym zwarciu emitera z bazą, jeżeli uwzględni się rezystancję rozproszoną bazy r_bb,. Spadek napięcia na tej rezystancji, spowodowany przepływem prądu w obwodzie kolektor-baza, powoduje efektywne spolaryzowanie złącza E-B' w kierunku przewidzenia. Istnieje zatem niewielki strumień nośników' wstrzykiwanych przez emiter (ryz. 5.39c).

Napięcia maksymalne    5.7.3.2

Ograniczenia maksymalnych wartości napięć polaryzacji tranzystora są spowodowane zjawiskiem przebicia.

W tranzystorach bipolarnych można mówić o trzech rodzajach przebicia:

—    Zenera (dotyczy złącza E-B przy polaryzacji na końcówkach E, B)\

—    skrośne (dotyczy w pewnym sensie obszaru bazy przy polaryzacji na końcówkach E-G);

—    lawinowi (dotyczy złącza B-C przy polaryzacji na końcówkach B, G lub E, C). Przebicie Zenera występuje w złączach E-B tranzystorów dryftowych, gdyż są to złącza

silnie domieszkowane o napięciu przebicia mniejszym niż 6 V (por. p. 3.1.5). W tranzystorach stopowych, w których baza jest równomiernie i słabo domieszkowana, napięcie przebicia złącza E-B ma większe wartości i jest wywołane zjawiskiem lawinowego powielania nośników.

Przebicie skrośne¹* jest związane z modulacją efektywnej szerokości bazy wskutek roz-

1

¹ W literaturze angielskiej: punch-through.