Избыточный заряд - неосновной носитель
Cтраница 2
Диффузионные процессы могут быть приближенно описаны уравнениями ( 1 - 34) и ( 1 - 35), связывающими токи электродов транзистора с составляющими избыточного заряда неосновных носителей в области базы. [16]
Диффузионная емкость отражает перераспределение зарядов в базе при изменении напряжения смещения эмиттерного перехода и определяется как СЭДиф dQ6 / dl / B3, где QQ - избыточный заряд неосновных носителей в базе. [17]
Избыточный заряд дырок в базе уменьшается по двум причинам: из-за рекомбинации дырок с электронами и выведения дырок из базы через базовый электрод во внешнюю цепь. Подобным образом уменьшается и избыточный заряд неосновных носителей - электронов, численно равный в силу электронейтральности заряду дырок. [18]
Первый интервал характеризуется преобладающим влиянием диффузионных процессов в активной части области базы. В течение первого интервала процесс рассасывания избыточного заряда неосновных носителей в области базы протекает почти равномерно во всей области. Вследствие этого напряжения на р-п-переходах транзистора уменьшаются с одинаковой скоростью, а напряжения на промежутке эмиттер - коллектор остается практически неизменным в течение всего интервала. [19]
Увеличение со временем коллекторного тока транзистора создает в блокинг-генераторе условия выхода транзистора из режима насыщения. Эти условия наступают вслед за рассасыванием избыточного заряда неосновных носителей из базы транзистора. [20]
Дальнейшее понижение частоты не приводит к ее изменению. Быстродействие схем с непосредственными связями на БТ определяется временем зарядки паразитных емкостей и временем рассасывания избыточного заряда неосновных носителей, накапливаемого в эмиттерной, базовой и коллекторной областях БТ. При этом время, необходимое для рассасывания избыточного заряда, больше времени зарядки паразитных емкостей. В этом заключается основной недостаток данных схем, обусловленный работой БТ в режиме насыщения. Противоречие заключается в том, что для уменьшения времени задержки переключения необходимо увеличить уровни рабочих токов, при росте которых увеличивается время задержки, связанное с накоплением избыточных зарядов неосновных носителей. Среди схем с непосредственными связями на БТ наибольшее распространение получили схемы, базовые элементы которых соответствуют обобщенной структурной схеме, приведенной на рис. 1.2. Существует возможность построения базовых элементов в соответствии с обобщенной структурной схемой рис. 1.5. По аналогии со схемами на комплементарных МДП-транзисторах в качестве ПЭ можно использовать БТ я-р-л-типа, а в качестве НЭ - БТ / 7-л-р - типа. [21]
Так же как и в БТ, в нормальных закрытых ПТУП, работающих при прямых смещениях на р-л-переходе затвор - исток, происходит накопление избыточного заряда неосновных носителей в затворной, истоковой и канальной областях. Поэтому быстродействие схем с непосредственными связями на ПТУП также зависит от времени рассасывания неосновных носителей, которое и определяет в основном время формирования положительного фронта выходного импульса при переключении инвертора при закрывающемся ПЭ. Кроме того, параметром, характеризующим длительность переходных процессов в схемах с непосредственными связями на ПТУП, является зарядка паразитной выходной емкости инвертора при формировании отрицательного фронта выходного импульса. Разрядка выходной емкости происходит через сопротивление канала открытого ПТУП и зависит в первом приближении от постоянной времени, равной RKCBb [ K. Следует отметить, что составляющая времени задержки переключения, обусловленная накоплением избыточного заряда неосновных носителей, больше других составляющих при значениях рабочих токов, соответствующих высокому уровню инжекции p - n - перехода затвор - исток ПТУП. Однако с уменьшением уровня токов влияние эффектов накопления на время задержки переключения уменьшается. ПТУП, их влияние незначительно по сравнению с влиянием времени зарядки-разрядки паразитных емкостей. [22]
Когда в процессе формирования фронта потенциал коллектор-база сначала проходит через нуль, а потом становится отрицательным, диод отпирается раньше, чем переход транзистора коллектор-база, и на диоде устанавливается прямое напряжение порядка 0 2 - 0 3 В, характерное для диодов Шоттки. При этом дальнейшее приращение входного тока / t замыкается не через базу, а через коллектор ( ток / д), тем самым не только не увеличивая избыточный заряд неосновных носителей в базе, но наоборот, интенсивно выводя их из коллекторной области. [23]
По мере насыщения базового кристалла неосновными носителями сопротивление диода уменьшается и соответственно уменьшается напряжение на нем. Если в схеме рис. 3.3, а входное напряжение скачком изменяет полярность и меняется от - - Е до - Е, то диод запирается не мгновенно. Под действием этого тока в течение короткого времени рассасывания tf избыточный заряд неосновных носителей в базовом кристалле рассасывается. Сопротивление диода начинает возрастать и ток через диод - падать. После установления значения обратного сопротивления ( через время уо) обратный ток диода принимает статическое значение Is. У современных быстродействующих диодов значения / уп и уо не превышают сотни ( и даже десятков) наносекунд и влияние указанных параметров сказывается только при малых значениях паразитных емкостей. При значительной емкости нагрузки образуемая ею цепь имеет постоянную времени, существенно превышающую значения уя и tyo, и последними часто пренебрегают. [24]
Особенность транзисторов интегральных микросхем состоит & том, что концентрация примесей в коллекторе вблизи перехода коллектор-база значительно меньше, чем концентрация примесей в базе по другую сторону этого перехода. Такое распределение примесей затрудняет изготовление транзисторов с высоким коэффициентом инжекции коллекторного перехода и большим инверсным коэффициентом передачи тока. Кроме того, относительно-низкий инверсный коэффициент инжекции приводит к тому, что-большая часть избыточного заряда неосновных носителей в режиме насыщения накапливается в области коллектора. Поэтому время выхода транзистора из режима насыщения-в основном зависит от свойств его коллектора. [25]
Пусть условие (6.42), необходимое для выключения тиристора в схемах рис. 6.11 6 и в, выполнено. Тогда в некоторый момент времени t после отпирания ТТ ток, протекающий через тиристор, станет равным нулю, а в момент времени zV i 4occTo6p тиристор практически разомкнет цепь нагрузки. С момента t2 конденсатор С будет перезаряжаться по экспоненциальному закону с постоянной времени КС и начнется второй этап процесса выключения, в течение которого избыточный заряд неосновных носителей, накопленный в базовых областях тиристора при протекании прямого тока, рассасывается только за счет рекомбинации. Пусть выполнение неравенства (6.17) обеспечено. [26]
Рассмотренные схемотехнические решения базовых логических элементов, предусматривающие использование БТ, имеют один общий принципиальный недостаток. Этот недостаток заключается в том, что переключательный транзистор в этих схемах работает в режиме насыщения. Глубокое насыщение БТ, имеющее место в схемах с непосредственными связями, или ограниченное с помощью диода Шотки, шунтирующего коллекторный переход БТ, в ДТЛ, ТТЛ и И2Л обусловливает накопление избыточного заряда неосновных носителей в рабочих областях БТ и в основном определяет время переходных процессов в схемах. Поэтому естественным представляется создание схем с ненасыщенным режимом работы переключательного транзистора. [27]
Л-2 /, соответственно велика обратная проводимость. Происходит удаление ( рассасывание) накопленных в базе неосновных носителей вследствие перехода их в эмиттер и рекомбинации. В момент времени № когда на границе базы р ( 0) Рпо ( рис. 2.21) и С / 0 ( рис. 2.20, в), заканчивается первая стадия. В течение первой стадии из базы удаляется большая часть избыточного заряда неосновных носителей. Этот процесс описывается уравнением заряда вида (1.30), где в левую часть надо подставлять заряд QB и эффективное время жизни ( ТБ) неосновных носителей в базе ( электронов или дырок для базы соответственно р - или и-типа), а в правую - отрицательный ток - / обр. [28]
 |
Вольтамперная хар-ка чстырсхслойного прибора. [29] |
Увеличение а означает, что центрального перехода достигает большее число эмиттированных неосновных носителей. При токе выключения 1вьимаР - п-р ап-р - п 1 а напряжение на центральном переходе становится равным нулю. В этой области ар п р - - О - - р - 1, составляющие транзисторы находятся в режиме насыщения, напряжение на центральном переходе изменяет знак и становится положительным. Положит, обратная связь между транзисторами обеспечивает непрерывное пополнение рекомбинирующего избыточного заряда неосновных носителей во внутр. [30]
Страницы: 1 2 3