2) Работа биполярного транзистора в импульсном режиме

Транзисторы включаются по схеме с ОЭ. В процессе прохождения импульса тока транзистор работает в трех режимах. В промежутки между импульсами – в отсечки, в момент включения – в нормальном активном, в момент прохождения импульса – насыщения. В исходном состоянии транзистор в режиме отсечки. При подачи на базу импульса тока положительной полярности открывается эмитерный переход и с задержкой появляется коллекторный ток. Длительность фронта коллекторного импульса оп-я разбросом скоростей инжектированных в Б н.з., в результате не все н.з. достигают К одновременно. В течение– транзистор работает в нормальном активном режиме, при этом в базе накапливается объёмный заряд, созданный инжектированными носителями. После– насыщение, К-переход открывается. Потенциал К становится меньше Б. Из-за инжекции коллекторный ток становится постоянным (ток насыщения). В моментизменяется направление тока базы и начинается рассасывание н.з. на базе во время насыщения. В момент изменения направления тока базы наблюдается небольшой спад тока К, связанный с изм-ем. паденияU на объёмное сопротивлении базы. Далее, в течение времени ток К мало изменяется до истощения н.з. в базе. Это время рассасывания.– время отсчеки. Все переменныеt определяются быстродействие и частотные св-ва транзистора.

3) Стационарное состояние полупроводника. Неравновесные концентрации носителей заряда.

Свободные носители заряда, которые возникают не за счет тепловой энергии, называются неравновесными. В отличие от равновесных неравновесные носители могут распределяться по кристаллу неравномерно, вследствие чего возникает градиент их концентрации, а следовательно и диффузия. При неизменной мощности внешнего воздействия через некоторое время наступает стационарное состояние, когда скорость генерации g равна скорости рекомбинации R и устанавливается определенная стационарная концентрация свободных носителей заряда. n = no + Dn, p = po + Dp, где n, p - общие концентрации электронов и дырок соответственно; no, po - равновесные концентрации электронов и дырок; Dn, Dp - дополнительные концентрации, т.е. концентрации неравновесных носителей заряда. Каждый неравновесный носитель заряда существует "живет" в кристалле ограниченное время до рекомбинации. (доп. Инфа билет 8 вопрос 2)

Билет 18.

1) Механизмы движения носителей заряда в полупроводниках. Неравновесные носители заряда. Уравнение непрерывности.

Движение обусловлено двумя процессами: диффузией и дрейфом под действием электрического поля. ,

где ,- дрейфовые, а,- дуффузионные составляющие плотности тока электронов и дырок, соответственно.

При помещении полупроводника в электрическое поле на хаотическое движение носителей зарядов накладывается составляющая направленного движения. Направленное движение носителей зарядов в электрическом поле обусловливает появление тока, называемого дрейфовым током. Из-за столкновения носителей зарядов с атомами кристаллической решетки их движение в направлении действия электрического поля будет прерывистым. Такое движение может быть охарактеризовано средней скоростью движения носителей зарядов в направлении действия электрического поля. Средняя скорость движения носителей зарядов в поле единичной напряженности называется подвижностью или коэффициентом подвижности носителей заряда.

Кроме теплового возбуждения, приводящего к возникновению равновесной концентрации зарядов, равномерно распределенных по объему полупроводника, обогащение полупроводника электронами и дырками может осуществляться различными внешними воздействиями (освещением полупроводника, облучением потоком заряженных частиц, введением носителей заряда через контакт и т.д.). В этом случае энергия возбудителя передается непосредственно носителям заряда, а тепловая энергия кристаллической решетки остается практически постоянной. Следовательно, избыточные носители заряда не находятся в тепловом равновесии с решеткой и поэтому называются неравновесными носителями. В отличие от равновесных носителей, они могут неравномерно распределяться по объему полупроводника.

После прекращения действия возбудителя за счет рекомбинации электронов и дырок концентрация избыточных носителей быстро убывает и достигает равновесного значения. Носители зарядов рекомбинируют в объеме полупроводника и на его поверхности. Неравномерное распределение неравновесных носителей зарядов сопровождается их диффузией в сторону меньшей концентрации. Этодвижение носителей зарядов обусловливает прохождение электрического тока, называемого диффузионным током.  Пусть S – замкнутая поверхность, а векторы  всюду проведены по внешним нормалям. Тогда поток векторасквозь эту поверхность S равен электрическому току I, идущему вовне из области, ограниченный замкнутой поверхностью S. Следовательно, согласно закону сохранения электрического заряда, суммарный электрический заряд q, охватываемый поверхностью S, изменяется за времяна, тогда в интегральной форме можно записать:. Это соотношение называется уравнением непрерывности. Оно является, по существу, выражением закона сохранения электрического заряда.