Эффективность эмиттера и коэффициент переноса

Из определения (IV. 1.3) с учетом соотношения (IV.1.5) следует, что коэффициент передачи эмиттерного тока можно представить в виде.

или где.

— коэффициент переноса,

— эффективность эмиттера — доля тока неосновных для базы носителей заряда в полном токе через эмиттерный переход. В отличие от формул (II.4.41а, б) в (IV. 1.8) понятие эффективности эмиттера включает ток рекомбинации—генерации 1_Е

в эмиттерном переходе, который в модели идеализированного диода не учитывался. В параграфе 1.6.4 было показано, что вклад тока 1_Е может быть существенным только в кремниевых приборах при малом токе.

Коэффициент переноса можно определить как вероятность переноса через базу электронов, инжектированных через эмиттерный переход, до коллекторного перехода без рекомбинации.

Из (IV. 1.6) следует, что близкий к 1 коэффициент передачи эмиттерного тока а_Л, может быть получен только в случае, когда и коэффициент переноса, и эффективность эмиттера близки к 1. Первое условие обеспечивается неравенством (IV. 1.1), второе — неравенством (IV.1.2).

Основные выводы

• 1. Биполярный транзистор представляет собой систему двух близко расположенных взаимодействующих р-п переходов. Транзисторный эффект состоит в собирании коллекторным переходом носителей, инжектированных в базу из эмиттера.
• 2. В зависимости от полярности напряжений на р-п переходах возможны четыре режима работы транзистора: нормальный режим, инверсный режим, режим насыщения и режим отсечки. Усилительные свойства транзистора в наибольшей степени проявляются в нормальном режиме: V_he > 0; V_h< < 0.
• 3. Транзисторы различаются по типу проводимости (п-р-п и р-п-р), по характеру легирования базы (бездрейфовые и дрейфовые), а также по конструкции (сплавные, диффузионные и планарные).
• 4. Основными параметрами транзистора, характеризующими его усилительные свойства, являются коэффициент передачи эмиттерноготока o._v и коэффициент усиления базового тока (3_V =a_N / (l-a_v). Значение коэффициента a_N должно быть возможно ближе к 1.
• 5. Коэффициент передачи эмиттерного тока может быть представлен в виде произведения коэффициента переноса на эффективность эмиттера. Коэффициент переноса характеризует рекомбинационные потери при переносе неосновных носителей через базу. Эффективность эмиттера характеризует потери эмиттерного тока, связанные с инжекцией неосновных носителей из базы в эмиттер, а также с рекомбинацией носителей в эмиттерном переходе.
• 6. Близкие к 1 значения коэффициента переноса и эффективности эмиттера обеспечиваются выполнением условий w_B / L_B <�к 1 и N_e/N_b" соответственно.