Сопротивление коллекторного

7.14. Определить число витков входной обмотки в МТЯ (см. 7.6), используя R3KB феррита. Сопротивление коллекторной цепи RK= 56 Ом, МТЯ содержит три сердечника 0,3 ВТ и транзистор МП16Б. Принять т, = 2 мкс;;

е) объемное сопротивление коллекторной области г,к;

Последовательное сопротивление коллекторной области транзистора регулируется путем введения в его структуру скрытого п+-слоя. В области коллектора, где формируется омический контакт, проводится диффузия донорной примеси для образования «"^-области. Этим обеспечивается предотвращение инверсии слаболегированного эпитаксиального слоя, так как алюминий, используемый при выполнении омического контакта, является акцептором. В структуре со скрытым высоколегированным слоем последовательное сопротивление коллекторной области составляет обычно 10—500м.

На 2.15, а показана структура планарно-эпитаксиального транзистора полупроводниковой ИМС со скрытым п + -слоем. Его отличие от дискретного транзистора подобного типа заключается в том, что коллекторный вывод выполнен с верхней стороны исходной подложки, что и обусловливает более высокое последовательное сопротивление коллекторной области. Диодная изоляция островка вокруг коллекторной области интегрального транзистора вносит два паразитных элемента: диод Дкп на переходе коллектор — подложка и емкость Ск„ на том же переходе,

а) площадь коллектора определяет емкость перехода коллектор — подложка и последовательное сопротивление коллекторной области;

/к. А5= Wn + Sa,0/fn, откуда шк=1. Сопротивление коллекторной цепи

На 4. 18, г показана принципиальная схема усилителя мощности с высокой выходной мощностью. Здесь двухтактный усилитель с дополнительной симметрией выполнен на составных транзисторах, в которых использованы транзисторы 1/5 и V6 большой мощности и транзисторы V3 и V4 малой мощности. В предварительном каскаде применен также маломощный транзистор VI. Важной особенностью схемы является подключение сопротивления смещения R6 к точке соединения конденсатора С и сопротивления нагрузки R». Такое подключение, не изменяя сопротивления R6 по постоянному току (R^^Rn), резко увеличивает динамическое сопротивление коллекторной цепи каскада предварительного усиления на VI. Действительно при появлении переменного напряжения на коллекторе транзистора VI появляется почти такое же напряжение (коэффициент передачи эмиттерного повторителя стремится к единице) на сопротивлении нагрузки RH, так как разность потенциалов на сопротивлении R6 стремится к нулю, а следовательно, динамическое сопротивление первого каскада стремится к бесконечности. Возрастает коэффициент усиления этого каскада и, что особенно важно, растет максимальная амплитуда, позволяющая получить на выходе напряжение, близкое к Ек/2.

Низкоомный скрытый слой шунтирует расположенный над ним более высокоомный коллекторный слой n-типа и в десятки раз уменьшает объемное сопротивление коллекторной области между коллекторным переходом и коллекторной контактной областью 7.

В структуре дискретного эпитаксиально-планарного транзистора 13] отсутствуют изолирующие р+-области, а контактная я+-область и вывод коллектора расположены снизу. Поэтому ряд параметров рассмотренного транзистора хуже, чем у дискретного: выше сопротивление коллекторной области, имеется ток утечки в подложку, ниже граничная частота и быстродействие из-за влияния барьерной емкости изолирующего р-п перехода.

иболее распространенном классе усиления — классе А. Схема каскада приведена на 2.3; вначале будем рассматривать упрощенный вариант каскада при R3 =0. Схема содержит знакомые нам компоненты: усилительный элемент — транзистор, источник питания ЕК, сопротивление коллекторной нагрузки R&. На схеме появилось сопротивление коллекторной нагрузки RH, к которому приложено напряжение wBbix, а входная цепь условно представлена «в виде последовательного включения двух источников напряжения г/вх и [/см. (В § 2.5 мы уточним способы связи каскада с источником сигнала и с нагрузкой, пока отметим лишь, что в классе усиления А на вход каскада помимо входного сигнала подается постоянное напряжение смеще-

Эффективным методом анализа переходных процессов изменения коллекторного тока в импульсных схемах является метод заряда. Будем считать, что транзистор л-^-п-типа включен по схеме с общим эмиттером, сопротивление коллекторной нагрузки близко к нулю, базовая цепь питается от генератора тока, который может обеспечивать изменения отпирающего базового тока с пренебрежимо малой длительностью фронта. Для такого транзистора электроны в базе являются неосновными носителями. Заряд электронов в базе Q соответствует заряду неосновных носителей. Изменение этого заряда dQ/dt может вызываться двумя причинами: 1) изменением базового тока /б(0; 2) рекомбинацией носителей в базе. Последняя составляющая заряда равна — Q/в, где в — время жизни носителей в базе.

2. Дифференциальное сопротивление коллекторного перехода есть обратная величина проводимости со стороны коллектора:

где yB = R3/(R3 + Rr) — коэффициент токораспределения в базе; Гк=1//г22э дифференциальное сопротивление коллекторного перехода.

Поскольку коллекторный переход в транзисторе смещен в обратном направлении, ток 1К слабо зависит от напряжения ?/кб. Поэтому дифференциальное сопротивление коллекторного перехода rK = df/K5/d/K^ 1 МОм. Сопротивление гк в основном обусловлено влиянием эффекта Эрли, оно обычно уменьшается с ростом рабочих токов.

Хотя коэффициент передачи тока hz\6 меньше единицы, коэффициенты усиления по напряжению Еи и по мощности Кр могут достигать больших значений. Дело в том, что при прямом включении эмиттерного перехода его сопротивление переменному току RBX составляет несколько десятков ом, а сопротивление коллекторного перехода при обратном включении достигает сотен килоом. Поэтому в выходную цепь транзистора можно включать большое сопротивление нагрузки RK ^> RBX. Тогда коэффициент усиления по напряжению

При больших значениях [7кб ток коллектора заметно увеличивается вследствие начинающегося лавинного пробоя коллекторного перехода. Чем больше ток эмиттера, тем меньше напряжение ?/кб, при котором начинается лавинный пробой. При ?/к6 = 0 ток коллектора /к не равен нулю, так как носители, инжектированные в базу, дрейфуют через коллекторный переходи затем путем диффузии достигают омического контакта коллектора, где рекомбинируют с электронами, приходящими в коллектор из внешней цепи. Для уменьшения коллекторного тока до нуля нужно подать некоторое положительное напряжение i/K6, при котором инжектированные из эмиттера в базу носители заряда не смогут пройти через коллектор. Очень небольшой наклон выходных характеристик говорит о том, что сопротивление коллекторного перехода гк велико и составляет обычно сотни килоом.

означает, что сопротивление коллекторного перехода снизилось и стало такого же порядка, как и сопротивление эмиттерного перехода. Следовательно, в результате инжек-ции из эмиттера происходит преобразование сопротивления коллектора (transfer resistor).

Сопротивление коллекторного перехода снижается пропорционально возрастанию тока инжекции. В результате инжекции ток коллектора может возрасти на 4—5 порядков, а сопротивление коллектора соответственно на 4—5 порядков снизиться.

Начиная с момента tf^, коллекторный переход открывается при неизменных напряжениях источников питания t/n.n.K и ^и.п.б- Транзистор переходит р режим двойной инжекции, что объясняется следующим образом. С ростом тока коллектора сопротивление коллекторного перехода уменьшается. В результате напряжение источника питания ?/„.„.„ будет перераспределяться между транзистором и нагрузкой так, что все большая его часть будет падать на нагрузке и вся меньшая часть —

Спад частотной характеристики в области высоких частот со > со,, можно объяснить наличием в эквивалентной схеме суммарной емкости Со, равной емкости коллектор — эмиттер, и монтажной емкости С„, шунтирующей активное сопротивление коллекторного перехода.

гк — дифференциальное сопротивление коллекторного перехода; F — сила;

нению с сопротивлением эмиттерного перехода и что сопротивление коллекторного перехода гк>-#н, найти коэффициент усиления по напряжению Ки- Пренебречь обратным током коллектора /КБ0.