Ток базы биполярного транзистора: причины и роль

[Ascold]

Пусть имеется n-p-n-транзистор в активном режиме, например, по схеме ОЭ. В книгах по твердотельной электронике процесс появления базового тока описывают двояко:
1. Источник, приложенный к эмиттерному переходу в прямом направлении, своим полем понижает потенциальный барьер, отчего часть электронов из эмиттера оказываются способны его преодолеть - начинается инжекция. Хоть база и тонкая, но часть этих электронов всё равно не достигает коллектора, уходя в цепь базового электрода или рекомбинируя с дырками базы, что приводит к отрицательному заряду базы и "притягивания" в базу дырок(т.е. к уходу их из базы по валентной зоне). В этом объяснении получается, что ток базы - некое побочное следствие неидеальности транзистора, а причина инжекции - доп. поле, созданное батарейкой в эмиттерном переходе

2. Говорится, что источник, приложенный к эмиттерному переходу в прямом направлении, осуществляет поступление дырок в базу, они своим присутствием(зарядом) понижают потенциальный барьер, электроны из эмиттера устремляются через него, и пока какой-нибудь электрон рекомбинирует с дыркой, $\beta$ электронов достигнут-таки коллектора. В этом объяснении ток базы, введённые в неё доп. дырки - это именно то, что запускает инжекцию электронов из эмиттера через барьер.

Мне кажется, что это разные объяснения. Прежде всего такой вопрос: а может ли батарейка между базой и эмиттером вот так взять, и понизить(объяснение 1) потенциальный барьер без дрейфа дырок и электронов к эмиттерному переходу? Думается, что нет.

[DimaM]

Ascold
Я бы посоветовал книжку "Барьеры" из "Библиотечки Квант".
Или вот лекции "Физические основы электроники" мне кажутся полезными и понятными.

[zykov]

Ascold в сообщении #1642771 писал(а):

что источник, приложенный к эмиттерному переходу в прямом направлении, осуществляет поступление дырок в базу

Писали вроде про n-p-n транзистор. У него из эмиттера в базу поступают электроны, а не дырки.

Вообще вопрос как-то не ясен. Можно было бы переформулировать пояснее.

Если речь про n-p переход между эмиттером и базой, то он функционирует как диод. Прежде чем разбираться с работой транзистора, надо разобратся с работой диода.
Переход между базой и коллектором обратно смещен и тока изначально там нет (кроме тока утечек). Но когда в базе появляются электроны из эмиттера, то они уже могут пройти через обратно смещенный переход база-коллектор. Эти электроны в базе конечно рекомбинируют (в диоде например они все рекомбинируют), но на это уходит время. Поэтому базу делают тонкой, чтобы большинство электронов успело попасть в коллектор до рекомбинации.

[Ascold]

zykov в сообщении #1643041 писал(а):

Переход между базой и коллектором обратно смещен и тока изначально там нет (кроме тока утечек). Но когда в базе появляются электроны из эмиттера

Это понятно. Вопрос в том, какие именно физические процессы(в деталях) понижают потенциальный барьер эмиттерного перехода.

zykov в сообщении #1643041 писал(а):

Ascold в сообщении #1642771 писал(а):

что источник, приложенный к эмиттерному переходу в прямом направлении, осуществляет поступление дырок в базу

Писали вроде про n-p-n транзистор. У него из эмиттера в базу поступают электроны, а не дырки.

здесь нет ошибки - я говорил о дырках, поступивших в базу не из эмиттера, а из базового электрода, которые, оказавшись в базе, в одном из вариантов объяснения работы транзистора как раз и понижают своим присутствием потенциальный барьер, запуская тем самым инжекцию электронов из эмиттера в базу.
Вопрос в том, этот ли процесс является главной причиной понижения потенциального барьера эмиттерного перехода, или же батарейка, "открывающая" эмиттерный переход, способна понизить потенциальный барьер и без нагнетания дырок в базу(объяснение 1 в первом посте темы).

DimaM в сообщении #1642865 писал(а):

Я бы посоветовал книжку "Барьеры" из "Библиотечки Квант".

Спасибо. Ознакомлюсь.

[zykov]

Ascold в сообщении #1643056 писал(а):

я говорил о дырках, поступивших в базу не из эмиттера, а из базового электрода

Это не совсем так. В электроде просто нет дырок, чтобы они куда-то поступали. Это электроны из базы идут на электрод. Возникает неравновесное состояние, что приводит к генерации пар электрон-дырка. Т.е. в конечном счёте там возникают дырки, но не совсем верно, что они приходят с электрода.

Ascold в сообщении #1643056 писал(а):

этот ли процесс является главной причиной понижения потенциального барьера эмиттерного перехода, или же батарейка, "открывающая" эмиттерный переход, способна понизить потенциальный барьер и без нагнетания дырок в базу

Вот тут в Вас не понимаю.
Прямо смещенный барьер понижается электрическим полем, что очевидно.
Электрическое поле возникает вследствии наличия нескомпенсированных объемных зарядом (смотри "Закон Гаусса").
Так в чём тут вопрос?

[EUgeneUS]

zykov в сообщении #1643061 писал(а):

Прямо смещенный барьер понижается электрическим полем, что очевидно.
Электрическое поле возникает вследствии наличия нескомпенсированных объемных зарядом (смотри "Закон Гаусса"
).
Так в чём тут вопрос?

Видимо, имеет смысл отметить вот что. Для транзистора в активном режиме есть (как минимум) две модели:
1. Проста и безымянная. $I_c= \beta I_b$
2. Модель Эберса-Молла. Она более точна и учитывает зависимости от температуры. Так вот, в этой модели ток коллектора есть функция от напряжения база-эмитер, а не от тока базы.

-- 17.06.2024, 11:57 --

Далее. Если мы возьмем весьма упрощенную модель ("ток базы управляет током коллектора"), описывающую как транзистор выглядит снаружи, и попытаемся с помощью нее понять, что происходит внутри транзистора, то.... получим не понимание, а иллюзию понимания, состояющую из весьма приближенных представлений вперемежку с фантазиями.

[Ascold]

zykov в сообщении #1643061 писал(а):

Это не совсем так. В электроде просто нет дырок, чтобы они куда-то поступали. Это электроны из базы идут на электрод. Возникает неравновесное состояние, что приводит к генерации пар электрон-дырка. Т.е. в конечном счёте там возникают дырки, но не совсем верно, что они приходят с электрода.

Я имел в виду именно это, просто не стал расписывать.

EUgeneUS в сообщении #1643089 писал(а):

Видимо, имеет смысл отметить вот что. Для транзистора в активном режиме есть (как минимум) две модели:
1. Простая и безымянная. $I_c= \beta I_b$
2. Модель Эберса-Молла. Она более точна и учитывает зависимости от температуры. Так вот, в этой модели ток коллектора есть функция от напряжения база-эмитер, а не от тока базы.

Так они именно что модели, а ток базы растёт с напряжением база-эмиттер при фиксированном состоянии коллекторного перехода и температуре.

zykov в сообщении #1643061 писал(а):

Электрическое поле возникает вследствие наличия нескомпенсированных объемных зарядов

Похоже, что я получил ответ на свой вопрос, как согласовать объяснение 1 с объяснением 2, спасибо, а то затупил.