Основные теоретические положения. Параметром, важным для любых транзисторов, является коэффициент передачи тока h21

Параметром, важным для любых транзисторов, является коэффициент передачи тока h₂₁. Согласно определению под коэффициентом передачи тока понимают отношение выходного тока транзистора к входному току. Удобнее всего анализировать поведение коэффициента передачи тока транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Различают статический h_21E и дифференциальный h_21е коэффициенты передачи тока базы:

; , (40)

где J_K - ток коллектора (выходной ток), J_Б - ток базы (входной ток), V_K-Э - напряжение коллектор - эмиттер (выходное напряжение).

Рассмотрим сначала статический коэффициент передачи тока базы. В стационарном активном (усилительном) режиме весь ток базы расходуется на поддержание процессов рекомбинации в транзисторе. Поскольку коэффициент передачи зависит от режима по постоянному току (т.е. от комбинации значений J_K и V_K-Э), то чем интенсивнее идут процессы рекомбинации, тем больше будет ток базы и, следовательно, меньше коэффициент передачи тока. Для анализа процессов рекомбинации в транзисторе необходимо исходить из конструкции прибора. Рассмотрим вариант наиболее типичной конструкции планарного транзистора, изображенной на рис.3,b.

Базовый ток этого транзистора (в активном режиме) обеспечивается поступающими из внешней цепи электронами. Все они в стационарном случае расходуются на рекомбинацию с дырками в следующих областях транзисторной структуры: в активной базе, в пассивной базе, в слое объемного заряда эмиттерного перехода, в эмиттере и на поверхности кристалла. Поверхность выделяется отдельно, т.к. там условия рекомбинации существенно отличаются от условий в объеме кристалла. Понятно, что рекомбинацию на поверхности надо учитывать для пассивной базы и для объемного заряда эмиттерного перехода. С учетом сказанного весь базовый ток можно представить в виде пяти слагаемых:

J_Б = J_А + J_П + J_ЭП + J_И + J_S, (41)

где J_А- ток рекомбинации в активной базе, J_П - ток рекомбинации в пассивной базе, J_ЭП - ток рекомбинации в слое пространственного заряда эмиттерного перехода, J_И - ток рекомбинации в эмиттере (связанный с встречной инжекцией электронов из базы в эмиттер), J_S - ток рекомбинации на поверхности кристалла.

Учитывая структуру базового тока, гораздо удобнее анализировать не сам коэффициент передачи тока, а его обратную величину:

.(42)

Как следует из (42), обратный коэффициент передачи тока транзистора можно представить в виде пяти слагаемых. Для определенности будем рассматривать транзистор p-n-p- типа. Поскольку все дырки, теряемые на рекомбинацию на пути от эмиттера до коллектора, следует отнести к потерям (выходной ток будет меньше входного за счет прорекомбинировавших дырок), то естественно каждое из слагаемых в (42) назвать рекомбинационными потерями в соответствующих областях транзистора. Тогда (42) можно переписать в виде

, (43)

где R_А - рекомбинационные потери в активной базе, R_П - рекомбинационные потери в пассивной базе, R_ЭП - рекомбинационные потери в слое объемного заряда эмиттерного перехода, R_Э -рекомбинационные потери в эмиттере, R_S- рекомбинационные потери на поверхности кристалла.