Efect timpuriu

Efectul Earley (efectul de modulare a lățimii bazei la schimbarea tensiunii colectorului [1] ) este efectul tensiunii inverse asupra joncțiunii colectorului unui tranzistor bipolar care funcționează într-un mod liniar activ asupra curenților unui tranzistor bipolar .

Luarea în considerare a acestui efect rafinează modelul de funcționare a unui tranzistor bipolar și nu ne permite să-l considerăm pe acesta din urmă ca o sursă de curent ideală.

Explicația efectului

Acest efect se manifestă în dependența rezistenței diferențiale de ieșire a unei cascade cu un emițător comun de tensiunea în modul activ al tranzistorului și, cu o creștere, coeficientul de transfer al curentului de bază crește. $V_{CB}$ $V_{CB}$

Mecanismul acestei dependențe este următorul. Odată cu creșterea , joncțiunea colectorului este deplasată mai puternic spre blocare și, în același timp, zona epuizată a joncțiunii colectorului se extinde datorită scăderii grosimii stratului de bază, așa cum se arată în figură. O modificare a tensiunii la bază în raport cu emițătorul (într-o joncțiune pn polarizată înainte) cu o modificare a curentului de control modifică ușor lățimea stratului epuizat al joncțiunii emițătorului și această schimbare poate fi neglijată. $V_{CE}$ $V_{BE}$

Odată cu îngustarea lățimii stratului de bază, cauzată de o creștere (în valoare absolută) , curentul de ieșire al colectorului crește, ceea ce se datorează $V_{CB}$

reducerea probabilității recombinării în stratul de bază îngust;
o creștere a gradientului de densitate a sarcinii în volum în stratul de bază și, în consecință, o creștere a injectării purtătorilor de sarcină de la emițător în joncțiunea bază-colector.

Al doilea factor de creștere a curentului de colector se numește efectul Early.

Modelul fizic al unui tranzistor bipolar, ținând cont de efectul Earley

În acest model fizic rafinat, curentul colectorului poate fi scris ca [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} }}}\right),

unde este curentul de saturație al joncțiunii colectorului polarizat invers;

I_{{\mathrm {S}}}

V_{\mathrm {CE} }

este tensiunea colector-emițător;

V_{\mathrm {T} }

este potențialul de temperatură , este constanta Boltzmann , este temperatura absolută, este sarcina elementară , la temperatura camerei mV;

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

\mathrm {k}

\mathrm{T}

\mathrm {q}

V_{\mathrm {T} }\aproximativ 23

V_{\mathrm {A} }

- Tensiunea timpurie, egală cu tensiunea în punctul de intersecție a caracteristicilor curent-tensiune colector extrapolate liniar ale regiunii de mod activ cu axa tensiunii din grafic, valoarea acestei tensiuni variază de la 15 la 150 V și este mai puțin pentru tranzistoarele mai mici (vezi figura);

V_{\mathrm {BE} }

este tensiunea bază-emițător.

Raportul de transfer al semnalului mic dintre curentul de bază și curentul de colector în acest model este: $\beta _{\mathrm {F} }$

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

unde este coeficientul de transfer al curentului de bază la polarizarea zero, dependența acestui coeficient de este prezentată în figura de mai jos.

\beta _{\mathrm {F0} }

V_{\mathrm {CE} }

Efectul Early reduce impedanța diferențială de ieșire a etapei emițătorului comun, în acest model simplificat această impedanță este exprimată [4] : $r_{O}$

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

această rezistență este conectată în paralel cu joncțiunea colectorului și scade rezistența diferențială de ieșire, cum ar fi într-un circuit oglindă de curent .

Vezi și

efect Kirk

Note

↑ Gurtov V. A. Electronică solidă: Proc. indemnizaţie / V. A. Gurtov. - M., 2005. - 492 p. (link indisponibil) . Data accesului: 18 ianuarie 2011. Arhivat din original pe 8 octombrie 2011. (nedefinit)
↑ RC Jaeger și TN Blalock. Proiectarea circuitelor microelectronice . - McGraw-Hill Education , 2004. - P. 317. - ISBN 0-07-250503-6 .
↑ Massimo Alioto și Gaetano Palumbo. Modelul și proiectarea logicii în mod curent bipolar și Mos: circuite digitale CML, ECL și SCL . - Springer, 2005. - ISBN 1-4020-2878-4 .
↑ RC Jaeger și TN Blalock. Proiectarea circuitelor microelectronice . - Al doilea. - McGraw-Hill Education , 2004. - C. Eq. 13.31, p. 891. - ISBN 0-07-232099-0 .

Link -uri

Rezistența diferențială a joncțiunii colectorului.

Literatură

Sugano, T., Ikoma T., Takeishi Y. Introduction to microelectronics. - M.: Mir, 1988. - S. 102. - ISBN 5-03-001109-9 .