Компоненты тока в транзисторе

تعریف مولفه‌های جریان ترانزیستور

مولفه‌های جریان در یک ترانزیستور شامل جریان انتشار (IE)، جریان پایه و جریان جامعه هستند.

در ترانزیستورهای NPN، جریان به دلیل الکترون‌ها رخ می‌دهد، در حالی که در ترانزیستورهای PNP، جریان به دلیل حفره‌ها رخ می‌دهد که باعث جهت مخالف جریان می‌شود. بیایید مولفه‌های جریان در یک ترانزیستور PNP با پایه مشترک را بررسی کنیم. اتصال انتشار-پایه (JE) به صورت مستقیم تعیین شده است و اتصال جامعه-پایه (JC) به صورت معکوس تعیین شده است. شکل تمام مولفه‌های جریان مربوطه را نشان می‌دهد.

ما می‌دانیم که جریان از طریق انتشار به ترانزیستور می‌رسد و این جریان به آن جریان انتشار (IE) گفته می‌شود. این جریان شامل دو مولفه است - جریان حفره (IhE) و جریان الکترون (IeE). IeE به دلیل عبور الکترون‌ها از پایه به انتشار و IhE به دلیل عبور حفره‌ها از انتشار به پایه است.

در ترانزیستورهای صنعتی، انتشار نسبت به پایه به شدت آلوده شده است، که باعث می‌شود جریان الکترون نسبت به جریان حفره ناچیز باشد. بنابراین، کل جریان انتشار به دلیل عبور حفره‌ها از انتشار به پایه است.

برخی از حفره‌هایی که از اتصال JE (اتصال انتشار) عبور می‌کنند با الکترون‌های موجود در پایه (N-تایپ) ترکیب می‌شوند. بنابراین، همه حفره‌های عبوری از JE به JC نمی‌رسند. حفره‌های باقیمانده به اتصال جامعه خواهند رسید که مولفه جریان حفره، IhC را تولید می‌کند. در پایه ترکیب بالکی رخ می‌دهد و جریان ترک پایه خواهد بود

الکترون‌هایی که در پایه به دلیل ترکیب با حفره‌هایی که از JE تزریق شده‌اند از دست می‌روند، با الکترون‌های وارد شونده جایگزین می‌شوند. حفره‌هایی که به اتصال جامعه (JC) می‌رسند به منطقه جامعه خواهند رسید.

وقتی مدار انتشار باز می‌شود، IE = 0 و IhC = 0 خواهد بود. در این شرایط، پایه و جامعه به عنوان دیود معکوس تعیین شده عمل می‌کنند. در اینجا، جریان جامعه IC همان جریان اشباع معکوس (ICO یا ICBO) خواهد بود.

ICO در واقع یک جریان معکوس کوچک است که از طریق دیود اتصال PN می‌گذرد. این به دلیل حامل‌های اقلیت تولید شده توسط دمایی است که توسط پتانسیل مانع تحریک می‌شوند. این جریان معکوس افزایش می‌یابد؛ اگر اتصال معکوس تعیین شده باشد و جهت آن همان جهت جریان جامعه خواهد بود. این جریان در ولتاژ معکوس متوسط به مقدار اشباع (I0) می‌رسد.

وقتی اتصال انتشار به صورت مستقیم تعیین شده است (در منطقه عملیات فعال)، جریان جامعه خواهد بود

α به عنوان ضریب جریان سیگنال بزرگ است که یک کسر از جریان انتشار است که شامل IhC است.

در یک ترانزیستور PNP، جریان اشباع معکوس (ICBO) شامل جریان به دلیل عبور حفره‌ها از اتصال جامعه از پایه به منطقه جامعه (IhCO) و جریان به دلیل عبور الکترون‌ها از اتصال جامعه در جهت مخالف (IeCO) خواهد بود.

Tکل جریان وارد شده به ترانزیستور با کل جریان خروجی ترانزیستور برابر خواهد بود (طبق قانون جریان کیرشهوف).

پارامترهای مرتبط با مولفه‌های جریان

ضریب جریان مستقیم (αdc): این می‌تواند به عنوان ضریب جریان مستقیم ترانزیستور پایه مشترک اشاره شود. این همیشه مثبت خواهد بود و کمتر از یک خواهد بود.

ضریب جریان سیگنال کوچک (αac): با ولتاژ ثابت جامعه-پایه (VCB). این همیشه مثبت خواهد بود و کمتر از یک خواهد بود.