а) 5 г

D.5 0,1

СЛ 0,5

5 Vs,B

5 1д,ПЯ

Рис. 5.22. Зависимость физических и /г-параметров от режима (t/кб, /э)

пряжению) предельном режиме, недопустимо, так как вызывает порчу прибора.

Зависимость параметров от режима электропитания. Зависимость физических и малосигнальных /г-параметров от напряжений на коллекторе 17кб и тока эмиттера h приведена на рис. 5.22, а а б.

Коэффициент передачи тока зависит от 17кб из-за модуляции толщины базы. Чем больше Uc, тем тоньше база и тем ближе к единице коэффициент переноса, следовательно, увеличивается коэффициент передачи тока в схеме с ОБ /i2i6 и схеме с ОЭ /igie.

При повышенном напряжении L/кб увеличение /i2i6 обусловлено возникновением ударной ионизации в коллекторном переходе, в результате которой наступает умножение тока коллектора [см. (5.8)]. Уже при (Укб=2030 В /i2i6 может превысить единицу, что приводит к появлению S-образной выходной характеристики. Такие характеристики имеют лавинные транзисторы.

Зависимость коэффициента передачи /i2i6 от тока /д обусловлена изменением эффективности эмиттера, т. е. коэффициента инжекции \ж-1вр/1а, что приводит к снижению коэффициента передачи тока кггб в области больших и малых токов эмиттера h-

Дифференциальные сопротивления Гдрф и Гкдиф переходов обратно пропорциональны току Is. Сопротивление Гэдиф слабо зависит от {Укб, а Гкдиф при большом Ukc спадает вследствие возникновения ударной ионизации в коллекторном переходе. Спад Гб при больших токах Ig объясняется ростом концентрации неосновных носителей и модуляции (уменьшения) объемного сопротивления базы. Изменение 17кб вызывает модуляцию толщины базы, что определяет изменение Гб.

1.5 0,5

В) h

-80 -t-O

£}2

-kO -ZD

20 Ч-О SO ТС

Рис. 5.23. Зависимость физических и ft-параметров от температуры

Диффузионная емкость эмиттера Сэдиф линейно нарастает с увеличением /д. При большом токе (высоком уровне инжекции), в базе возникает электрическое поле, которое ускоряет движение дырок. Изменение 17кб модулирует толщину базы, что сказывается на диффузионной емкости эмиттера.

Зависимость параметров от температуры. Температурная зависимость параметров (рис. 5.23, а и б) и характеристик транзисторов обусловлена температурными изменениями свойств полупроводниковых материалов. При изменении температуры изменяется концентрация носителей, их подвижность, скорость диффузии, вероятность рекомбинации и другие процессы в структуре полупроводниковых кристаллов.

Коэффициент передачи тока эмиттера 216 при нагревании возрастает главным образом вследствие увеличения времени жизни неосновных носителей. При охлаждении /Z2i6 уменьшается. Электропроводность /1226 в диапазоне рабочих температур уменьшается вследствие снижения подвижности носителей из-за увеличения рассеяния на тепловых колебаниях решетки.

Дифференциальное сопротивление эмиттера ГеджфТ[е1а линейно зависит от температуры. Сопротивление коллектора при температуре ниже комнатной и в диапазоне комнатных температур возрастает главным образом из-за изменения диффузионной длины (времени жизни) неосновных носителей. Если температура выше комнатной, .Гкдиф уменьшается, что объясняется тепловой генера- цией носителей и сопутствующим ростом тока насыщения /к. Объемное сопротивление базы ,Гб монотонно возрастает в рабочем интервале температур, следуя изменению подвижности носителей.

Существенна температурная нестабильность характеристик транзистора. В схеме с ОБ коллекторный ток /к=/г21б/э+кбо с повышением температуры возрастает как за счет роста управляющего тока Is, так и обратного тока./кбо-

Основным источником температурной нестабильности характеристик служит начальный (обратный) ток коллектора /кбо, создаваемый неосновными носителями заряда. В германиевых транзи-

crop ах основную долю в обратном токе /«бо составляет тепловой ток, а в кремниевых - ток генерации. Значение этого тока удваивается при увеличении температуры примерно на каждые 5-10°С.

Смещение выходных характеристик транзистора с ОБ невелико, так как /кбо мал в сравнении с рабочим током коллектора. Температурный дрейф характеристик с ОЭ больще, чем с ОБ, что объясняется большими изменениями коэффициента передачи тока /1218 и обратного тока /кэс

На рис. 5.24 в качестве примера показано не только температурное смещение характеристик, но и изменение их наклона (крутизны). Нестабильность режима электропитания и температуры приводит к смещению положения рабочей точки, а следовательно, к нарущению рабочего режима транзисторов и ухудшению качественных показателей.

Стабилизацию, напряжений источников электропитания осуществляют специальные схемы стабилизации. Температурную нестабильность уменьшают рациональным включением и размещением приборов. Поскольку сопротивление коллекторного перехода больше, чем эмиттерного, основные тепловые потери сосредоточены в коллекторном переходе. Для уменьшения нагрева коллекторного перехода снижают тепловое сопротивление между переходом и корпусом.

В мощных приборах теплоотдачу улучшают за счет увеличения поверхности охлаждения, применяя специальные алюминиевые или медные радиаторы. Корпус мощных транзисторов отделяют от шасси или радиатора слюдяной прокладкой, при которой термическое сопротивление невелико, а теплоотдача хорошая.

Рис. 5.24. Зависимость выходных характеристик от температуры

§ 5.12. Однопереходные транзисторы

Однопереходные транзисторы - это трехэлектродные полупроводниковые приборы с одним р-п-переходом и двумя невыпрямляющими контактами базовой области. Основу транзистора составляет кристалл кремния п-типа с двумя токоотводами базы Б1 и Б2 (рис. 5.25, а), в котором сформирована сильно легированная р-область эмиттера. На границе эмиттера с базой образуется один р-п-переход,.

Если на базовые выводы Б1 и Б2 транзистора подано внешнее напряжение (Уб, то вдоль базы течет ток /б и создает продольное падение напряжения. Пусть на участке h базы падение напряжения составляет Л(/б- Это напряжение смещает р-п-переход в обратном