Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 5 - Halvledarkomponenter, av Per Olof Leine och Gunnar Markesjö
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
En god transistor liar en låg rekombination
och därmed blir kvoten mellan kollektor- och
basström mycket stor. Basströmmen är
egentligen ett mindre önskvärt bifenomen i
transistorn, och den beror till stor del av
kristallytornas egenskaper. Strömförstärkningsfaktorn får
därför som regel stor spridning och även
åldring. Rekombinationen kan uttryckas som en
korrektion till den ideala transistormodell vi
studerat. Korrektionstermen,
rekombinations-faktorn
är av storleksordningen 1 % hos goda
transistorer.
Ytterligare en storhet av intresse kan
beräknas ur (11), nämligen transistorns branthet
— konst
= gm = Q ]E
Grundekvationer enligt Ebers och Moll
De grundekvationer, som normalt används i
litteraturen, har angivits av Ebers och Moll.
Ik= IKBo(e!2UK-l)-AllE \
(eavE— l) — At IK \
h
I
EBO
I dessa ekvationer har andra konstanter valts,
nämligen backströmmen över ena
pn-övergång-en, när motstående anslutning lämnas öppen.
ikbo — (ik)ie = o
vid backspänning över kollektorn
’ebo = = o
iv
vid backspänning över emittera
Vidare har två strömförstärkningsfaktorer (för
likström) införts
i _ IIK — Ikbo)
\ J^ / UK =
1 _ (,E~-,EB0\
[ —nr-) vr
konst.
konst.
’K ’ E~
Då ett linjärt samband råder mellan dessa fyra
konstanter, nämligen AJEB0 = A2IKBO’
innehåller systemet i realiteten tre karakteristiska
storheter.
Ekvationssystemet (15) är skenbart enklare
än (9), men i ekv. (15) är variablerna implicit
uttryckta.
Eftersom ekv. (9) och (15) beskriver en och
samma transistor med samnia noggrannhet
(samma antal variabler), existerar det
entydiga samband mellan storheterna i (9) och (15).
Här gäller
Åi I EBO _ IKBO
1 —A1A2 1 — A1A2
l„ =
I KR ~ ,––––, 7 ’ IK BO
h
1 — AiAi
1 — Ai
1 —Ai As
Iebo
Ekvationssystemet (15) har en grafisk
representation, fig. 8, till vilken vi återkommer.
Basladdning
Basladdningen är av primärt intresse för
förståelsen av transistorns dynamiska
egenskaper. Förutsättningen för att en diffusionsström
skall flyta fram genom basen är att
laddnings-bärartätheten minskar i strömriktningen.
Enligt ekvation (4) kommer valensbandet att
innehålla en stor mängd hål. Denna
överskottsladdning av hål kan beräknas genom
integration
W1
Qp — ’K’ TTTT = — IK ’
(13) Storheten
2 Dp
2 Dp
(17)
(18)
(14)
(15)
(15 a)
(15 b)
(16)
har stor betydelse och är därför berättigad till
en egen symbol a>oc.
För att laddningsbalansen skall upprätthållas
i basen, kompenseras basens
överskottsladdning av hål i valensbandet av en lika stor
över-skottsladdning av elektroner i ledningsbandet.
Om enbart laddningen Qp existerade, skulle
basen bli kraftigt positiv och strypa
transistorn. Laddningsbalansen kräver alltså att en
lika stor mängd elektroner, Qn = -Qp, pumpas
in till ledningsbandet genom baskontakten.
Om kollektordioden är spärrad och man
lägger på en negativ bas-emitterspänning, måste
alltså först basområdet laddas upp med
laddningen Qv från emittera respektive Q„ från
basen, innan diffusionsströmmen kan nå sitt
stationära värde. Om transistorn är ideal (dvs. 0111
rekombinationen är liten och elektrontätheten
på bassidan kan försummas jämfört med
håltätheten på emittersidan), fordras det ingen
basström för att underhålla basladdningen. En
ändring av huvudströmmen från emitter till
kollektor fordrar däremot en inpumpad mängd
basladdning, som svarar mot strömändringen.
I praktiken existerar ej denna ideala
transistor, i vilken de båda laddningsmängderna Q/,
och Qn är effektivt isolerade från varandra,
utan en viss liten läckström
(rekombinations-ström) flyter mellan dem. Denna ström är i
det närmaste proportionell mot laddningen och
den laddningsförlust, som på så sätt uppstår,
måste ersättas utifrån genom tillförsel av en
liten basström. Basströmmen blir alltså i stort
sett proportionell mot huvudströmmen från
emitter till kollektor. Detta är i ord en
beskrivning av ekv. (12).
Den förenklade transistormodell, som vi
studerat, leder fram till följande viktiga slutsatser
0111 transistorns styrning:
Sett ur stationär synvinkel är transistorns
huvudström styrd av basspänningen, dvs.
transistorn är spänningsstyrd på basen.
Sett ur dynamisk synvinkel är transistorn
bas-laddningsstyrd. Transistorns
frekvensbegränsning och dynamiska uppträdande kan ses som
en följd av den erforderliga basuppladdningen.
I praktiken förekommer rekombination i
basområdet. Transistorns huvudström kan därmed
strömstyras och strömstyrningen på basen blir
linjär. Detta är anledningen till att transistorn
ofta betecknas som "strömstyrd".
111 TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 5
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
