Текущие компоненты в транзисторе

Определение компонентов тока транзистора

Компоненты тока в транзисторе включают эмиттерный ток (IE), базовый ток и коллекторный ток.

В NPN-транзисторах ток протекает за счет электронов, а в PNP-транзисторах — за счет дырок, что приводит к противоположным направлениям тока. Давайте рассмотрим компоненты тока в PNP-транзисторе с общей базой. Эмиттерно-базовое соединение (JE) имеет прямое смещение, а коллекторно-базовое соединение (JC) — обратное смещение. На рисунке показаны все связанные компоненты тока.

Мы знаем, что ток приходит в транзистор через эмиттер, и этот ток называется эмиттерным током (IE). Этот ток состоит из двух составляющих — тока дырок (IhE) и тока электронов (IeE). IeE возникает из-за прохождения электронов от базы к эмиттеру, а IhE — из-за прохождения дырок от эмиттера к базе.

В промышленных транзисторах эмиттер более сильно легирован по сравнению с базой, что делает ток электронов незначительным по сравнению с током дырок. Поэтому весь эмиттерный ток обусловлен прохождением дырок от эмиттера к базе.

Некоторые из дырок, пересекающих соединение JE (эмиттерное соединение), рекомбинируют с электронами, находящимися в базе (N-типа). Таким образом, не все дырки, пересекающие JE, достигнут JC. Оставшиеся дырки достигнут коллекторного соединения, что создаст компонент тока дырок, IhC. В базе будет происходить объемная рекомбинация, и ток, покидающий базу, будет

Электроны в базе, потерянные вследствие рекомбинации с дырками, внедренными через JE, восстанавливаются за счет входящих электронов. Дырки, достигающие коллекторного соединения (JC), перейдут в область коллектора.

Когда цепь эмиттера разомкнута, то IE = 0 и IhC = 0. В этом состоянии база и коллектор будут работать как обратно смещенная диод. Здесь, коллекторный ток, IC, будет равен обратному насыщенному току (ICO или ICBO).

ICO фактически является малым обратным током, который проходит через PN-переход диода. Это происходит из-за термически генерированных миноритарных носителей, которые толкаются потенциалом барьера. Этот обратный ток увеличивается, если переход обратно смещен, и он будет иметь такое же направление, как и коллекторный ток. Этот ток достигает значения насыщения (I0) при умеренном обратном напряжении.

Когда эмиттерное соединение находится под прямым смещением (в активной области работы), тогда коллекторный ток станет

Альфа (α) — это коэффициент усиления тока по току, который представляет собой долю эмиттерного тока, состоящую из IhC.

В PNP-транзисторе обратный насыщенный ток (ICBO) будет состоять из тока, вызванного дырками, проходящими через коллекторное соединение от базы к коллектору (IhCO), и тока, вызванного электронами, проходящими через коллекторное соединение в противоположном направлении (IeCO).

Totalnyy tok, входящий в транзистор, будет равен общему току, выходящему из транзистора (согласно закону Кирхгофа для токов).

Параметры, связанные с компонентами тока

Постоянный коэффициент усиления по току (αdc): Это можно назвать постоянным коэффициентом усиления по току для транзистора с общей базой. Он всегда положителен и меньше единицы.

Коэффициент усиления малого сигнала по току (αac): При постоянном напряжении между коллектором и базой (VCB). Он всегда положителен и меньше единицы.