Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Рекомбинационные потери в пассивной базе




Для строгого решения задачи о рекомбинационных потерях в пассивной базе необходимо решать двумерное уравнение непрерывности. Сложности, возникающие на этом пути, не окупают достигаемого результата. Поэтому с точностью, достаточной для инженерных расчетов, рассмотрим упрощенный вариант, представленный на рис. 9, на котором изображен фрагмент пассивной базы. Будем считать, что все носители заряда, инжектированные из эмиттера в пассивную базу, в ней же и рекомбинируют. При этом можно использовать одномерное приближение. Будем считать, что легирование базы в направлении оси y не меняется, а зависит только от х. Поскольку размеры пассивной базы в направлении у, как правило, существенно больше диффузионной длины неосновных носителей заряда, то можно считать, что с торца эмиттерного перехода дырки инжектируются в полубесконечную среду.

Рис.9. Одномерная модель тока JП

 

Тогда их распределение по координате у будет экспоненциальным:

, (46)

где LП - диффузионная длина неосновных носителей заряда в пассивной базе. Граничное значение дырок р (0) при у =0 определяется соотношением

р (0) = рn 0(х) , (47)

где рn 0 - равновесная концентрация дырок в базе, зависящая от координаты х. Все было бы просто, если бы концентрация примеси не зависела от х. Введем понятие средней концентрации примеси в пассивной базе и, соответственно, среднее значение инжектированных носителей:

,(48)

где N П - концентрация типозадающей примеси в пассивной базе.

Зная распределение дырок по координате, нетрудно рассчитать, сколько их рекомбинирует в единицу времени во всей пассивной базе и таким образом определить ток J П.

Учитывая, что скорость рекомбинации неравновесных носителей заряда определяется соотношением

, (49)

где - среднее значение времени жизни в пассивной базе, общее количество дырок, рекомбинирующих во всей пассивной базе, будет равно:

, (50)

где S ЭП - площадь эмиттерного перехода, граничащая с пассивной базой. Учитывая, что равновесная концентрация неосновных носителей заряда в пассивной базе крайне мала, ею можно пренебречь и считать, что D р (x,y) = pn (x,y). Распределение же концентрации неосновных носителей pn (x,y) с учетом (46), (47) и (48) можно свести к функции одной переменной:

. (51)

Тогда составляющая тока базы, обеспечивающая рекомбинацию в пассивной базе с учетом (51) и (50), будет равна:

. (52)

Теперь, используя выражение для тока коллектора (13), легко определить рекомбинационные потери в пассивной базе:

(53)

Рассмотрим, какие факторы влияют на величину этих потерь. Во-первых, влияет соотношение площадей ; во-вторых, - соотношение концентраций ; в-третьих, - толщина активной базы WA; в четвертых, - диффузионная длина неосновных носителей заряда в пассивной базе tП.

Очевидно, что для повышения коэффициента передачи тока транзистора необходимо воздействовать на перечисленные факторы в сторону снижения рекомбинационных потерь в пассивной базе. Чтобы уменьшить отношение = (где ПЭ - периметр эмиттера, W Э - глубина залегания эмиттерного перехода), надо уменьшать отношение периметра к площади эмиттера и уменьшать глубину залегания эмиттерного перехода. Известно, что наименьшее отношение периметра к площади имеет круг. Поэтому, с точки зрения минимизации рекомбинационных потерь в пассивной базе, круглая форма эмиттера предпочтительнее квадратной и тем более – прямоугольной. Хотя с экономической точки зрения это далеко не лучший вариант, т.к. приводит к повышению стоимости транзистора.

Если же эмиттер выполнен в виде круга, то его периметр ПЭ = 2p r Э, а площадь - SЭА = . Тогда отношение периметра к площади будет равно . А отношение площадей: . Таким образом, чем больше линейные размеры эмиттера, тем меньше рекомбинационные потери в пассивной базе.

Следует также отметить, что уменьшение толщины активной базы также способствует уменьшению рекомбинационных потерь в пассивной базе.

Поскольку средняя концентрация примеси в пассивной базе существенно больше, чем в активной, то можно полагать, что высокий уровень инжекции в ней для реальных уровней тока коллектора не наступает. Следовательно, при высоком уровне инжекции в активной базе потери в пассивной базе с учетом (18) оказываются пропорциональны току коллектора:

, (54)

где СП - коэффициент пропорциональности.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 574 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Вы никогда не пересечете океан, если не наберетесь мужества потерять берег из виду. © Христофор Колумб
==> читать все изречения...

2307 - | 2123 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.