Korai hatás

Az Earley -effektus (az alapszélesség modulálásának hatása a kollektor feszültségének megváltoztatásakor [1] ) a fordított feszültség hatása egy aktív lineáris üzemmódban működő bipoláris tranzisztor kollektorátmenetére a bipoláris tranzisztor áramaira .

Ennek a hatásnak a figyelembevétele finomítja a bipoláris tranzisztor működési modelljét, és nem teszi lehetővé, hogy ez utóbbit ideális áramforrásnak tekintsük.

A hatás magyarázata

Ez a hatás abban nyilvánul meg, hogy egy közös emitterrel rendelkező kaszkád kimeneti differenciálellenállása függ a tranzisztor aktív üzemmódjában lévő feszültségtől, és növekedésével az alapáramátviteli együttható növekszik. $V_{CB}$ $V_{CB}$

Ennek a függőségnek a mechanizmusa a következő. Növekedéssel a kollektor csomópont erősebben eltolódik a blokkolás felé és ezzel egyidejűleg a kollektor csomópont kimerült zónája az alapréteg vastagságának csökkenése miatt kitágul, ahogy az ábrán is látható. A bázison az emitterhez viszonyított feszültség változása (előfeszített pn átmenetben) a vezérlőáram változásával kismértékben megváltoztatja az emitter átmenet kimerült rétegének szélességét, és ez a változás elhanyagolható. $V_{CE}$ $V_{BE}$

Az alapréteg szélességének (abszolút értékben) növekedés miatti szűkülésével a kollektor kimeneti árama nő, ami a $V_{CB}$

a beszűkült alaprétegben a rekombináció valószínűségének csökkentése;
a térfogati töltéssűrűség gradiens növekedése az alaprétegben, és ennek következtében a töltéshordozók befecskendezése az emitterből az alap-kollektor csomópontba.

A második tényező a kollektoráram növelésében az Earley-effektus.

Bipoláris tranzisztor fizikai modellje az Earley-effektus figyelembevételével

Ebben a finomított fizikai modellben a kollektoráram a következőképpen írható fel: [2] [3] : $I_{\mathrm {C} }$

I_{\mathrm {C} }=I_{\mathrm {S} }e^{\frac {V_{\mathrm {BE} }}{V_{\mathrm {T} }}}\left(1 +{\frac {V_{\mathrm {CE} }}{V_{\mathrm {A} }}}\jobbra),

ahol a fordított előfeszítésű kollektor átmenet telítési árama;

I_{{\mathrm {S}}}

V_{\mathrm {CE} }

a kollektor-emitter feszültség;

V_{\mathrm {T} }

a hőmérsékleti potenciál , a Boltzmann-állandó , az abszolút hőmérséklet, az elemi töltés szobahőmérsékleten mV;

V_{\mathrm {T} }=\mathrm {kT/q} ,~

\mathrm {k}

\mathrm{T}

\mathrm {q}

V_{\mathrm {T} }\approx 23

V_{\mathrm {A} }

- Korai feszültség, amely megegyezik az aktív üzemmód tartomány lineárisan extrapolált kollektor áram-feszültség karakterisztikáinak a grafikon feszültségtengelyével való metszéspontjában lévő feszültséggel, ennek a feszültségnek az értéke 15 és 150 V között változik, és kisebb tranzisztoroknál kevesebb (lásd az ábrát);

V_{\mathrm {BE} }

az alap-emitter feszültség.

Az alapáram és a kollektoráram kisjelátviteli aránya ebben a modellben: $\beta _{\mathrm {F} }$

\beta _{\mathrm {F} }=\beta _{\mathrm {F0} }\left(1+{\frac {V_{\mathrm {CE} }}{V_{\mathrm {A} }}}\jobb),

ahol az alap áramátviteli tényező nulla előfeszítésnél, ennek az együtthatónak a függése az alábbi ábrán látható.

\beta _{\mathrm {F0} }

V_{\mathrm {CE} }

A korai effektus csökkenti a közös emitter fokozat kimeneti differenciális impedanciáját , ebben az egyszerűsített modellben ezt az impedanciát fejezzük ki [4] : $r_{O}$

r_{O}={\frac {V_{A}+V_{CE}}{I_{C}}}\kb {\frac {V_{A}}{I_{C}}}},

ez az ellenállás párhuzamosan csatlakozik a kollektor átmenettel, és csökkenti a kimeneti differenciálellenállást, például egy áramtükör áramkörben .

Lásd még

Kirk hatás

Jegyzetek

↑ Gurtov V. A. Szilárdtest-elektronika: Proc. pótlék / V. A. Gurtov. - M., 2005. - 492 p. (nem elérhető link) . Hozzáférés dátuma: 2011. január 18. Az eredetiből archiválva : 2011. október 8. (határozatlan)
↑ RC Jaeger és TN Blalock. Mikroelektronikai áramkörök tervezése . - McGraw-Hill Education , 2004. - P. 317. - ISBN 0-07-250503-6 .
↑ Massimo Alioto és Gaetano Palumbo. Bipoláris és Mos árammódú logika modellje és tervezése: CML, ECL és SCL digitális áramkörök . - Springer, 2005. - ISBN 1-4020-2878-4 .
↑ RC Jaeger és TN Blalock. Mikroelektronikai áramkörök tervezése . — Másodszor. - McGraw-Hill Education , 2004. - C. Eq. 13.31, p. 891. - ISBN 0-07-232099-0 .

Linkek

A kollektor csomópont differenciálellenállása.

Irodalom

Sugano, T., Ikoma T., Takeishi Y. Bevezetés a mikroelektronikába. - M.: Mir, 1988. - S. 102. - ISBN 5-03-001109-9 .