|
|
Работа транзистора на малом переменном сигналеРассмотрим подробнее факторы, влияющие на работу транзистора при условии, что на его переходы помимо постоянных поданы малые переменные напряжения. При этом в транзисторе проходят постоянные и малые переменные токи. Под малыми переменными напряжениями и токами будем понимать такие, при которых связь между ними остаётся линейной. При работе транзистора на малом переменном сигнале его свойства определяются процессами переноса, накопления и рассасывания носителей, а также перезарядом ёмкостей переходов. Чтобы рассмотреть это подробнее, представим себе, что через отдельные элементы транзистора проходит сигнал в виде небольшого прямоугольного импульса тока, либо небольшого тонкого пакета носителей заряда.
Рис. 8.1. Искажения сигнала из-за влияния барьерной ёмкости эмиттера.
Таким образом, наличие ёмкости эмиттера приводит к тому, что инжекция носителей в базу как бы замедляется и, если сигналы следуют один за другим через интервалы времени, сравнимые с этим замедлением, соответствующие пакеты инжектированных носителей заряда будут сливаться. Это первая причина искажения высокочастотных сигналов. Пролёт носителей через базу. Представим себе, что со стороны эмиттера входит пакет инжектированных носителей заряда (рис. 8.2). Эти носители нарушают нейтральность базы и в неё из невыпрямляющего контакта должно войти соответствующее число основных носителей. Это происходит довольно быстро – за время диэлектрической релаксации. Следовательно, через вывод базы проходит импульс тока, равный импульсу тока эмиттера. Далее нейтральный пакет носителей начинает двигаться в базе к коллектору. Если в базе носители не рекомбинируют, и поле там неизменно, при таком движении отсутствует ток во всех электродах транзистора, так как инжектированный в базу заряд нейтрализован.
За время движения через базу пакет носителей заряда размывается из-за диффузии. Действительно, наличие градиентов концентрации приводит к тому, что носители, находящиеся на переднем крае такого пакета, обгоняют его, а на заднем крае отстают, и к коллекторному переходу подходит уже размытый пакет носителей. Размытие пакета носителей заряда усиливается тем, что они проходят в транзисторе разные пути из-за не параллельности электронно-дырочных переходов эмиттера и коллектора. Особенно сильно это явление сказывается у краёв эмиттера. Когда пакет носителей доходит до коллекторного перехода, неосновные носители вытягиваются из базы, её электрическая нейтральность нарушается; следовательно, основные носители тоже выходят из базы. Если в базе не происходила рекомбинация, вышедший из базы заряд оказался бы равным вошедшему, т.е. среднее значение тока базы оказалось бы равным нулю. Однако через вывод базы при этом протекает переменный ток, связанный с изменением заряда носителей в базе. Так как в базе происходит рекомбинация, выходящий из неё заряд несколько меньше входящего, что и даёт некоторое не нулевое значение среднего тока базы. Когда время пролёта носителей заряда через базу tпрол оказывается большим, размытие импульсов тоже увеличивается. Тогда, если сигнал представляет собой последовательность импульсов, они перестают различаться в токе коллектора. Это вторая причина искажения высокочастотных сигналов транзистором. Пролёт носителей через область объёмного заряда коллектора. Рассмотрим, как появляется ток в цепи коллектора, когда область объёмного заряда коллекторного перехода входит пакет носителей заряда (рис. 8.3). Природа проходящего при этом тока состоит в том, что вошедшие в область объёмного заряда носители искажают распределение электрического поля в нём. Такое изменение электрического поля, а значит, и прохождение тока в цепи коллектора имеет место до тех пор, пока носители находятся в области объёмного заряда. Следовательно, длительность импульса тока в цепи коллектора определяется временем пролёта носителей через p-n- переход коллектора. Если же сигналы следуют с интервалами времени, меньшими, чем время пролёта через p-n- переход коллектора, они оказываются неразличимыми. Это третья причина искажения высокочастотных сигналов транзистором.
r 2RX0chy+NIGBtde6wpgs90yqJGN8pTGNQGNgLnHoh3JIHZsd21NC9YDEWkjzjfuIQgv2GyU9znZB 3dcts4IS9VZjc64ms1lYhqjM5hdTVOy5pTy3MM0RqqCekiSufVqgrbGyaTFSGgcNN9jQWkayQ8op q0P+OL+R0MOuhQU516PX7z/C6hcAAAD//wMAUEsDBBQABgAIAAAAIQCLN98R3AAAAAcBAAAPAAAA ZHJzL2Rvd25yZXYueG1sTI/BTsMwEETvSPyDtUhcELUJIapCNlVVgTi35cLNjbdJRLxOYrdJ+Xrc ExxHM5p5U6xm24kzjb51jPC0UCCIK2darhE+9++PSxA+aDa6c0wIF/KwKm9vCp0bN/GWzrtQi1jC PtcITQh9LqWvGrLaL1xPHL2jG60OUY61NKOeYrntZKJUJq1uOS40uqdNQ9X37mQR3PR2sY4GlTx8 /diPzXrYHpMB8f5uXr+CCDSHvzBc8SM6lJHp4E5svOgQ0pc0JhGW8cDVVs/x2gEhy1KQZSH/85e/ AAAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29u dGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAA LwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAIiF9A81AgAAWQQAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAA LgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAIs33xHcAAAABwEAAA8AAAAAAAAAAAAA AAAAjwQAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAACYBQAAAAA= " o:allowincell="f" strokecolor="white">
Рис. 8.3. Искажение сигнала при прохождении носителей заряда через p-n- переход коллектора.
Барьерная ёмкость коллекторного перехода. Приведённые выше рассуждения основывались на предположении, что как только носители попадают в коллекторный переход, сразу в цепи коллектора появляется ток. Но так как коллекторный переход обладает некоторой ёмкостью, а цепи, в которые он включён, - сопротивлением, появление тока происходит не мгновенно – сначала должно произойти изменение заряда барьерной ёмкости перехода. Это также приводит к искажению сигнала (рис. 8.3,в). Таким образом, работа транзистора на переменном сигнале определяется как прохождением активных токов, аналогичных по природе постоянным токам, так и прохождением ёмкостных токов, связанных с наличием барьерных ёмкостей и накоплением зарядов в базе. На все эти явления оказывают влияние времена пролёта носителей. Следовательно, для малого переменного сигнала транзистор представляет довольно сложный элемент электрической схемы, параметры которого оказываются комплексными и зависящими от частоты. 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|