2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Ток базы биполярного транзистора: причины и роль
Сообщение15.06.2024, 12:48 


28/08/13
534
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ток базы биполярного транзистора: причины и роль
Сообщение16.06.2024, 13:55 
Заслуженный участник


28/12/12
7911
Ascold
Я бы посоветовал книжку "Барьеры" из "Библиотечки Квант".
Или вот лекции "Физические основы электроники" мне кажутся полезными и понятными.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ток базы биполярного транзистора: причины и роль
Сообщение16.06.2024, 23:06 
Заслуженный участник


18/09/21
1756
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ток базы биполярного транзистора: причины и роль
Сообщение17.06.2024, 00:30 


28/08/13
534
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ток базы биполярного транзистора: причины и роль
Сообщение17.06.2024, 02:01 
Заслуженный участник


18/09/21
1756
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Ток базы биполярного транзистора: причины и роль
Сообщение17.06.2024, 11:43 
Аватара пользователя


11/12/16
13810
уездный город Н
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ток базы биполярного транзистора: причины и роль
Сообщение18.06.2024, 11:17 


28/08/13
534
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.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group