Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 [ 186 ] 187 188 189 190 191 192 193

протекающие через транзистор, определяются следующими основными соотношениями!

1с = !тоЧ (Vbe/Vt);

е - -

/в =/воехр(Ув£/лУ7-). где п - безразмерная постоянная от 1 до 2, обычко около 1,5; по определению /в = /с/Р. где р = - коэффициент передачи по току транзистора.

Ширина обедненного слоя


Рис. Б 1, Модуляция ширины базы.

Из этих простых экспоненциальных зависимостей можно определить динамические входную и передаточную проводимости; прямая динамическая передаточная проводимость gm = = dlcldVb = -IcIVt,

динамическая входная эмиттерная проводимость geb = = dlsldV та dIc/dVBE = gm.

динамическая входная базовая проводимость gbe = dl/dVBE = 1в/Упг.

Приведенное выше соотношение для /с показывает, что имеет место экспоненциальная зависимость коллекторного тока от напряжения база-эмиттер 1ве, но нет явной зависимости /с от коллекторного напряжения Тем не менее, как будет показано ниже, в действительности существует слабая зависимость /с от напряжения на коллекторе вследствие эффекта модуляции ширины базы или эффекта Эрли.

Обратный ток коллектора Io обратно пропорционален эффективной или э 1ектрической ширине базы Wb транзистора, т. е. го ос XjWb. На рис. Б.1 показана как реальная ширина базы в, так и ее эффективная ширина Wb. Различие этих двух зна-



чений объясняется распространением обедненных областей переходов эмиттер-база и коллектор-база на область базы, вследствие чего эффективная ширина базы может стать много меньше ее реальной ширины. Ширина обедненного слоя перехода коллектор-база растет с увеличением коллекторного напряжения, поэтому с ростом коллекторного напряжения эффективная ширина базы Wb уменьшается, а ho увеличивается. Это в свою очередь приводит к увеличению /с- Именно из-за этих процессов /с становится функцией коллекторного напряжения, слабо увеличиваясь с ростом этого напряжения.

9т ье

Рис. Б.2. Схема для расчета коллекторной проводимости.

Динамическая проводимость коллектор-SMUtnmep ge определяется выражением g - dlddVcE которое можно переписать в виде

. df, dl dW dV dVcE ~ /70 dW dV dV - [exp {УвЕ1Ут)\ {-I тот в) {dBldVcB) • 1.

(Б.1)

Теперь определим коэффициент модуляции ширины базы или напряжение Эрли V-

1/Va = -{1/Wb) (dWydVcB). (Б.2)

Подставляя (Б.2) в (Б.1), получим

с. = и го ехр (Vse/VtWa = Ic/Va-

(Б.З)



Напряжение Эрли большинства транзисторов лежит в диапазоне от 100 до 300 В. Например, если Va = 200 В при токе г = 1,0 мА, то проводимость gee равна g. /с/У =

1,0 мА/200 В = 1000 мкА/200 В = 5 мкСм. Обратная величина г == У gee называется динамическим сопротивлением коллектор --эмиттер, и для приведенного выше примера она равна ге yg = vjlc = 200 В/1,0 мА = 200 кОм.

Динамическая проводимость самого коллектора g- является функцией gee и соединена последовательно с эмиттером и базой транзистора. Расчет динамической коллекторной проводимости g проведем на основе схемы на рис. Б.2, Представим транзистор в виде параллельного соединения идеального транзистора (т. е.

g == 0), в котором ге = gmVbe> И ПрОВОДИМОСТИ КОЛЛСКТОр-ЭМИТ-

тер gce которая присуща самому транзистору. В этом случае общий ток коллектора транзистора на переменном токе = gTnPbe\-

+ gceVce » gmVbe + gceVc, ТаК КЗК W V.e-

Поскольку Vbe = Оъ - Ve, Vb = -ibb И = -iee = (Ь + -f ц Ze, получим Vbe =° -Ьв - (4 + q -ice "

-k (Ze + Z„). Ток базы 4 = gmVbel, поэтому Vbe =" -ice -

-{gmPbel) {e + b)- Решая последнее уравнение относительно

Vbe, получим Vbe Н + fem/P) [Ze + в) -ice, ТаК ЧТО

Vbe= -icZE/i\ + igm/) {Ze + Zb)]. Подставив эту формулу для Vbe в соотношение для i, полученное выше, найдем

gm (IcZe)

ic = gmVbe + gceVc = -

1 + (gm/P) (Zfi + Zb)

+ 8c,

(Б.4)

Перенося все члены с в левую часть и вынося 4 за скобки, получим

+ 1 + (gm/P) {Ze + Zb)]~

(Б.5)

Решая (Б.5) относительно g = iJVc, найдем выражение для gi

у, = iJVe =

l+gm£/[l+gm(ZE-bZB)/p]

gcejl +gm{ZE + ZB)m 1 i-gmZE+gm {Ze + Zb)/?>

(Б.6)

Поскольку gm = fc/Vf И gre = Ic/Va, (Б.6) МОЖНО переписать в виде

Va 1 +(/c/Vr) [ZE+(Z£-f 2b)/P]

(Б.7)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 [ 186 ] 187 188 189 190 191 192 193