Varhainen vaikutus

Earley -ilmiö (kantaleveyden moduloinnin vaikutus kollektorin jännitettä muutettaessa [1] ) on käänteisen jännitteen vaikutus aktiivisessa lineaarisessa tilassa toimivan bipolaaritransistorin kollektoriliitokseen bipolaaritransistorin virtoihin .

Tämän vaikutuksen huomioiminen jalostaa bipolaarisen transistorin toimintamallia, eikä anna meidän pitää jälkimmäistä ihanteellisena virtalähteenä.

Selitys vaikutuksesta

Tämä vaikutus ilmenee yhteisellä emitterillä varustetun kaskadin ulostulon differentiaalivastuksen riippuvuudesta transistorin aktiivisessa tilassa olevasta jännitteestä, ja kasvaessa perusvirran siirtokerroin kasvaa. $V_{CB}$ $V_{CB}$

Tämän riippuvuuden mekanismi on seuraava. Kasvun myötä kollektoriliitos siirtyy voimakkaammin kohti estoa ja samalla kollektoriliitoksen tyhjentynyt vyöhyke laajenee pohjakerroksen paksuuden pienenemisen vuoksi, kuten kuvassa näkyy. Jännitteen muutos kannassa suhteessa emitteriin (myötäsuuntaisessa pn-liitoksessa) ohjausvirran muutoksella muuttaa hieman emitteriliitoksen tyhjennetyn kerroksen leveyttä ja tämä muutos voidaan jättää huomiotta. $V_{CE}$ $V_{BE}$

Pohjakerroksen leveyden kaventuessa (absoluuttisen arvon) kasvun seurauksena kollektorin lähtövirta kasvaa, mikä johtuu $V_{CB}$

rekombinaation todennäköisyyden vähentäminen kavennetussa pohjakerroksessa;
tilavuusvaraustiheysgradientin kasvu pohjakerroksessa ja sen seurauksena lisäys varauksenkuljettajien ruiskutuksessa emitteristä kanta-kollektorin liitokseen.

Toinen tekijä kollektorivirran lisäämisessä on nimeltään Earley-ilmiö.

Bipolaaritransistorin fyysinen malli Earley-ilmiön huomioon ottaen

Tässä jalostetussa fysikaalisessa mallissa kollektorivirta voidaan kirjoittaa muodossa [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} }}}\oikea),

missä on käänteisen esijännitetyn kollektoriliitoksen kyllästysvirta;

I_{{\mathrm {S}}}

V_{\mathrm {CE} }

on kollektori-emitterin jännite;

V_{\mathrm {T} }

on lämpötilapotentiaali , on Boltzmannin vakio , on absoluuttinen lämpötila, on alkuainevaraus huoneenlämpötilassa mV;

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

\mathrm {k}

\mathrm{T}

\mathrm {q}

V_{\mathrm {T} }\noin 23

V_{\mathrm {A} }

- Varhainen jännite, joka on yhtä suuri kuin jännite aktiivisen tilan alueen lineaarisesti ekstrapoloitujen kollektorin virta-jännite-ominaisuuksien leikkauspisteessä kaavion jänniteakselin kanssa, tämän jännitteen arvo vaihtelee 15-150 V, ja se on vähemmän pienille transistoreille (katso kuva);

V_{\mathrm {BE} }

on kanta-emitterin jännite.

Tässä mallissa kantavirran piensignaalin siirtosuhde kollektorivirtaan on: $\beta _{\mathrm {F} }$

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

missä on perusvirransiirtokerroin nollabiasilla, tämän kertoimen riippuvuus näkyy alla olevassa kuvassa.

\beta _{\mathrm {F0} }

V_{\mathrm {CE} }

Early-ilmiö pienentää yhteisemitterivaiheen ulostulon differentiaalista impedanssia , tässä yksinkertaistetussa mallissa tämä impedanssi ilmaistaan [4] : $r_{O}$

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

tämä vastus on kytketty rinnan kollektoriliitoksen kanssa ja alentaa ulostulon differentiaaliresistanssia, kuten virtapeilipiirissä .

Katso myös

Kirk-efekti

Muistiinpanot

↑ Gurtov V. A. Solid-state-elektroniikka: Proc. korvaus / V. A. Gurtov. - M., 2005. - 492 s. (linkki ei saatavilla) . Käyttöpäivä: 18. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 8. lokakuuta 2011. (määrätön)
↑ RC Jaeger ja TN Blalock. Mikroelektronisten piirien suunnittelu . - McGraw-Hill Education , 2004. - S. 317. - ISBN 0-07-250503-6 .
↑ Massimo Alioto ja Gaetano Palumbo. Bipolaarisen ja Mos- virtamoodilogiikan malli ja suunnittelu: CML-, ECL- ja SCL-digitaalipiirit . - Springer, 2005. - ISBN 1-4020-2878-4 .
↑ RC Jaeger ja TN Blalock. Mikroelektronisten piirien suunnittelu . — Toiseksi. - McGraw-Hill Education , 2004. - C. Eq. 13.31, s. 891. - ISBN 0-07-232099-0 .

Linkit

Kokoojaliitoksen erovastus.

Kirjallisuus

Sugano, T., Ikoma T., Takeishi Y. Johdatus mikroelektroniikkaan. - M.: Mir, 1988. - S. 102. - ISBN 5-03-001109-9 .