285 (35)

- 285

Praca nieliniowa statyczna

szerzania się warstwy zaporowej złącza baza-kolektor. Jeżeli przy pewnym napięciu U_Ce warstwa zaporowa złącza B-C „wchłonie” cały obszar bazy (rys. 5.40), to nośniki wstrzykiwane przez emiter są bez strat odbierane przez kolektor, czyli prąd kolektora gwałtownie wzrasta. To zjawisko nazywa się przebiciem

Rys. 5.40

Ilustracja stanu fizycznego w tranzystorze przy przebiciu skrośnym

skrosnym lub przekłuciem. Taki mechanizm przebicia był dość częsty w tranzystorach stopowych o dużych częstotliwościach granicznych (z uwagi na cienką i słabo domieszkowaną bazę). We współczesnych tranzystorach epiplanarnych warstwa zaporowa złącza B-C rozszerzając się wnika w coraz silniej domieszkowany obszar bazy, a im silniej jest domieszkowany półprzewodnik, tym mniejsze są przyrosty szerokości warstwy zaporowej. Dlatego w tych tranzystorach, zanim dojdzie do całkowitego „wchłonięcia” bazy przez warstwę zaporową złącza B-C, zwykle wcześniej wystąpi przebicie lawinowe tego złącza. Tylko w tranzystorach epiplanarnych o bardzo cienkiej bazie jest możliwe przebicie skrośne.

Złącza B-C najczęściej ulegają przebiciu lawinowemu (por. p. 3.1.5). Wartość napięcia przebicia zależy od układu włączenia tranzystora, przy czym jest największa w układzie WB przy rozwartym emiterze (U_CBOmax), a najmniejsza w układzie WE przy rozwartej bazie (U_CEomax)- Mechanizm przobicia lawinowego złącza B-C przy pracy tranzystora w układzie WB nie różni się od przebicia lawinowego diody. Prąd kolektora w zakresie przebicia można zapisać w postaci

h — (a/y/_E +I_cg0)M    (5.67)

(5.67a)

przy czym: M — współczynnik powielania; n — liczba przyjmująca wartości 3... 6.

Prą<l /_c —> co, jeżeli M —> oo, czyli U_CB —> U_CBOmax. Należy zauważyć, że napięcie przebicia nie zależy od prądu emitera, a więc U_CBmax (napięcie przebicia przy dowolnym I_E = const) jest równo U_CBOmax (napięcie przebicia przy J_E = 0).

Przebicie lawinowe w układzie WE przebiega w nieco inny sposób. O ile w układzie WB wszystkie istotne procesy występują tylko w warstwie zaporowej złącza B-C, o tyle w układzie WE duży wpływ na przebieg zjawiska przebicia ma również złącze E-B wstrzykujące nośniki do bazy.

Równanie (5.66) przepisuje się z uwzględnieniom powielania nośników

)M

Iceo — (p-nIceo+Icbo stąd

(5.68)

_ J7/_cao ^CE0 1 —ol_nM