Принцип работы сплавных триодов

Полупроводниковые триоды типа п-р-п или р-п-р имеют два электронно-дырочных перехода: эмиттер — база и база — коллектор. К переходу эмиттер — база напряжение прикладывается в пропускном направлении, а к переходу база — коллектор — в запорном.
При замыкании ключей Ki и К2 в цепи проходит прямой ток, создаваемый направленным движением основных носителей заряда: электронов эмиттера и дырок базы. Путь тока: +Би ключи К и С2, тА2, база, эмиттер, тАи — Би При замыкании ключей К2 и С3вцепи проходит незначительный обратный ток, вызываемый направленным движением не-основных носителей заряда: электронов базы и дырок коллектора. Путь тока: + Б2, тА3, коллектор, база, тАг, ключи <2 и Кг, — Б2. Таким образом, участки эмиттер — база и база — коллектор каждый в отдельности ведут себя как обычные полупроводниковые диоды.
При замыкании всех трех ключей ток в цепи коллектора резко увеличивается и становится почти равным току эмиттера, а ток базы уменьшается. Сумма токов, показываемых миллиамперметрами тА2 и тА$, равна току, показываемому миллиамперметром тА.
Рассмотрим процесс возникновения коллекторного тока за счет носителей заряда эммитера. Так как к участку эмиттер — база приложено напряжение в прямом направлении, потенциальный барьер левого я-р-перехода уменьшается и вследствие разности концентраций происходит перемещение электронов из эмиттера в базу и дырок из базы в эмиттер. Если бы концентрация электронов и дырок в базе и эмиттере была одинаковой, то прямой ток через я-р-переход создавался бы перемещением одинакового числа электронов и дырок в противоположных направлениях. В реальных триодах, как было сказано выше, концентрации носителей в эмиттере больше, чем в базе. Поэтому ток через левый г-р-переход создается главным образом за счет перемещения основных носителей заряда эмиттера — электронов.
Электроны, попав в базу, для которой они являются неосновными носителями заряда, начинают рекомбинироваться с дырками. Но рекомбинация — процесс не мгновенный. Поэтому большинство электронов успевает продвинуться в глубь базы, прежде чем они рекомбинируются с дырками. Происходит инжекция, т. е. внедрение в полупроводник неосновных носителей заряда. Среднее расстояние, на которое успевают проникнуть неосновные носители до момента рекомбинации, называют диффузионной длиной. В очень чистом германии диффузионная длина может достигать нескольких миллиметров.
Если бы толщина базы была больше диффузионной длины, то все неосновные носители заряда, инжектированные эмиттером в базу, успели бы рекомбинироваться, прежде чем достичь коллектора. В этих условиях инжекция носителей из эмиттера в базу не вызывала бы никаких изменений коллекторного тока. В действительности толщина базы составляет не более 20-30 ж/с, т. е. она во много раз меньше диффузионной длины. Поэтому подавляющее большинство инжектированных неосновных носителей успевает дойти до правого я-р-перехода. Так как в сплавных триодах электрического поля внутри (базы нет, то единственной причиной передвижения неосновных носителей заряда в базе от эмиттера к коллектору является разность концентраций.
Достигнув коллектора, электроны попадают в зону действия электрического поля, созданного контактной разностью потенциалов и внешним напряжением, приложенным к участку база — коллектор. Под действием этого поля все электроны, достигшие правого г-р-перехода, поступают из базы в коллектор, для которого они являются основными носителями заряда, и участвуют в создании тока коллектора. Цепь коллекторного тока: + Б2у тАъ, iH, коллектор, база, эмиттер, тАи Би ключи Ki и Кз, Б2.
Подавляющее большинство (90-99%) электронов, инжектированных эмиттером в базу, достигает коллектора. Остальные рекомбйнируются с дырками базы и участвуют в создании тока в цепи базы: ключи Ki и К2, тА2, база, эмиттер, тАи – Би. Следовательно, ток базы равен разности токов эмиттера и коллектора. Другими словами, ток эмиттера равен сумме токов коллектора и базы. Таков принцип работы триода типа п-р-п.
Аналогично работает и сплавный триод типа р-п-р. К участку эмиттер — база напряжение прикладывается также в прямом направлении, а к участку база — коллектор — в запорном. Эмиттер инжектирует в базу неосновные носители заряда — дырки, которые в результате диффузии достигают коллектора. Под действием разности потенциалов правого я-р-перехода дырки попадают в коллектор, для которого они являются основными носителями заряда, и участвуют в создании тока коллектора: + Б2у ключи Кз и Ки Би шАи эмиттер, база, коллектор, RH, тА3, Б2. Вследствие рекомбинации части дырок с электронами базы создается ток в цепи базы: + £ь тАи эмиттер, база, тЛ2, ключи С2 и Ки – Би. Как и в триоде типа п-р-п, ток эмиттера равен сумме токов коллектора и базы.

загрузка...

Похожие сообщения

Написать комментарий

Комментариев нет коммент.

Написать ответ


[ Ctrl + Enter ]