Tidig effekt

Earley- effekt (effekten av att modulera basbredden vid ändring av kollektorspänningen [1] ) är effekten av den omvända spänningen på kollektorövergången hos en bipolär transistor som arbetar i ett aktivt linjärt läge på strömmarna i en bipolär transistor .

Redovisning av denna effekt förfinar operationsmodellen för en bipolär transistor och tillåter oss inte att betrakta den senare som en idealisk strömkälla.

Förklaring av effekten

Denna effekt manifesterar sig i beroendet av utgångsdifferensresistansen hos en kaskad med en gemensam emitter på spänningen i transistorns aktiva läge, och med en ökning ökar basströmöverföringskoefficienten.

Mekanismen för detta beroende är följande. Med en ökning förskjuts kollektorövergången kraftigare mot blockeringen och samtidigt expanderar den utarmade zonen av kollektorövergången på grund av minskningen av tjockleken på basskiktet, som visas i figuren. En förändring i spänningen vid basen i förhållande till emittern (i en framåtspänd pn-övergång) med en förändring i styrströmmen ändrar något bredden på det utarmade lagret av emitterövergången och denna förändring kan försummas.

Med avsmalning av basskiktets bredd, orsakad av en ökning (i absolut värde) , ökar utgångsströmmen från kollektorn, vilket beror på

  1. reducering av sannolikheten för rekombination i det avsmalnande basskiktet;
  2. en ökning av volymladdningstäthetsgradienten i basskiktet och följaktligen en ökning av insprutningen av laddningsbärare från emittern in i bas-kollektorövergången.

Den andra faktorn för att öka kollektorströmmen kallas Earley-effekten.

Fysisk modell av en bipolär transistor, med hänsyn till Earley-effekten

I denna förfinade fysiska modell kan kollektorströmmen skrivas som [2] [3] :

var   är mättnadsströmmen för den omvänd förspända kollektorövergången;  är kollektor-emitterspänningen;  är temperaturpotentialen ,  är Boltzmann-konstanten ,  är den absoluta temperaturen,  är den elementära laddningen , vid rumstemperatur mV;  - Tidig spänning, lika med spänningen vid skärningspunkten för de linjärt extrapolerade kollektorström-spänningsegenskaperna för det aktiva lägesområdet med spänningsaxeln i grafen, värdet på denna spänning varierar från 15 till 150 V, och det är mindre för mindre transistorer (se figur);  är bas-emitterspänningen.

Det lilla signalöverföringsförhållandet mellan basströmmen och kollektorströmmen i denna modell är:

där  är basströmöverföringskoefficienten vid nollförspänning, beroendet av denna koefficient på visas i figuren nedan.

Early-effekten minskar utgångsdifferensimpedansen för common-emittersteget, i denna förenklade modell uttrycks denna impedans [4] :

detta motstånd är kopplat parallellt med kollektorövergången och sänker utgångsdifferensresistansen, t.ex. i en strömspegelkrets .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Gurtov V. A. Solid-state electronics: Proc. bidrag / V. A. Gurtov. - M., 2005. - 492 sid. (inte tillgänglig länk) . Datum för åtkomst: 18 januari 2011. Arkiverad från originalet den 8 oktober 2011. 
  2. ↑ RC Jaeger och TN Blalock. Design av mikroelektroniska kretsar . - McGraw-Hill Education , 2004. - P. 317. - ISBN 0-07-250503-6 .
  3. ↑ Massimo Alioto och Gaetano Palumbo. Modell och design av bipolär och Mos Current-Mode Logic: CML, ECL och SCL digitala  kretsar . - Springer, 2005. - ISBN 1-4020-2878-4 .
  4. ↑ RC Jaeger och TN Blalock. Design av mikroelektroniska kretsar . — För det andra. - McGraw-Hill Education , 2004. - C. Eq. 13.31, sid. 891. - ISBN 0-07-232099-0 .

Länkar

Litteratur