Особенности дрейфовых планарных транзисторов

1. Неоднородное распределение примеси в базе приводит к существованию встроенного электрического поля. Интенсивность поля характеризуется фактором поля.

2. Если на границе с эмиттерным переходом концентрация примеси выше, чем на границе с коллекторным, встроенное поля ускоряет неосновные носители, инжектированные в базу из эмиттера.

3. В вырожденном эмиттере встроенное поле для неосновных носителей незначительно.

4. При наличии встроенного поля времена пролета неосновных носителей через базу в прямом и инверсном направлениях определяются соотношениями (7.3.1а) и (7.3.1б).

5. Тепловые токи при наличии встроенного поля определяются такими же соотношениями, как и в бездрейфовом приближении при использовании обобщенных чисел Гуммеля.

6. Частотная характеристика коэффициента передачи эмиттерного тока, как и в бездрейфовом приближении, описывается соотношением (4.1.12б)

,

однако параметр возрастает с ростом фактора поля при .

7. При расчете инверсных параметров транзистора необходимо учитывать инжекцию носителей заряда через пассивные области коллекторного перехода.

8.Использование поликремниевого эмиттера позволяет существенно увеличить за счет уменьшения дырочной составляющей тока эмиттера.

2.3 Малосигнальная эквивалентная схема и ее параметры

На рисунке 2.2 показана малосигнальная эквивалентная схема, описывающая работу транзистора в нормальном режиме, что позволяет существенно упростить схему, а также учесть эффект Эрли, который в полной эквивалентной схеме учитывать сложно.

Рисунок 2.2 - Малосигнальная эквивалентная схема Джиаколетто для n-p-n транзистора.

Здесь:

С – вывод коллектора

S – вывод подложки

B – вывод базы

E – вывод эмиттера

c – «внутренний» коллектор

e – «внутренний» эмиттер

b – «внутренняя» база

С_E, С_C – барьерные емкости эмиттерного и коллекторного переходов

C_S – барьерная емкость перехода коллектор-подложка

С_Ed – диффузионная емкость эмиттерного перехода

r_e – дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода

r_b – сопротивление тела базы

r_с’ – сопротивление тела коллектора

r_с – дифференциальное сопротивление коллекторного перехода – следствие эффекта Эрли

Источник напряжения моделирует внутреннюю обратную связь для эффекта Эрли.

Источник тока моделирует собираемые коллектором носители.

На рисунке 2.2 приведена эквивалентная схема биполярного транзистора, построенная на основе модели Эберса-Молла. Схема описывает только малые переменные составляющие токов и напряжений в нормальном активном режиме, поэтому в ней нет источника тока, моделирующего собираемый ток закрытого коллекторного перехода. Инерционные свойства коэффициента передачи тока учитываются путем введения диффузионной емкости эмиттера С_ed. При этом коэффициент передачи  в генераторе тока является действительным числом, не зависящим от частоты. Эмиттерный диод заменен дифференциальным сопротивлением эмиттерного перехода , которое может быть определено из соотношения:

.

Сопротивление r_c и источник тока связаны с эффектом Эрли. Транзисторный эффект моделируется генератором тока . Ток этого генератора связан не с полным током эмиттера , а только с той его частью, которая течет через сопротивление r_e. Часть эмиттерного тока, протекающая через барьерную емкость эмиттерного перехода C_e, не связана с инжекцией носителей заряда в базу и не может отразиться на коллекторном токе.