3.4.3 几种反向电流的小结: (1) IES :VBE < 0 、VBC = 0 时的 IE ,相当于单个发射结的反向饱和电流。 (2) ICS :VBC < 0 、VBE = 0 时的 IC ,相当于单个集电结的反向饱和电流。
当发射极开路时,发射结上存在浮空电势,它的存在使ICBO不同于ICS (3) ICBO :VBC < 0 、IE = 0 时的 IC , 在共基极电路放大区中, 当发射极开路时,发射结上存在浮空电势,它的存在使ICBO不同于ICS
浮空电势产生的原因: 发射极浮动电势是指当发射极开路,集电结处于反偏时,发射极的对地电压。当集电结反偏时,集电结抽取基区的电子(npn),一般情况下,WB<<LB,因此少子浓度降低将延伸到发射结边界,从而破坏了发射结原来的的平衡状态,引起电子从发射区向基区扩散,发射区失去电子,缺少负电荷,因此发射结处于反向偏置,即出现浮动电势。
ICBO计算公式 ICS的测试电路
ICBO的测试电路 PN结的反向电流由扩散电流和产生电流构成,产生电流不遵守该关系式,只是一个PN结的反向电流。 +
+ = ICEO计算公式 ICEO较ICBO大β倍的原因 物理机制:
3.4.4 基区宽变效应——厄尔利效应 在共发射极放大区,由前面的公式,IC =βIB + ICEO , IC 与VCE 无关。但在实际的晶体管中,IC 随VCE 的增大会略有增大。
原因:当VCE 增大时,集电结反偏增大(VBC = VBE - VCE),集电结耗尽区增宽,使中性基区的宽度变窄, 基区少子浓度分布的梯度 增大,从而使IC 增大。这种现象即称为 基区宽变效应,也称为 厄尔利效应。 np(x) N P N x W'B WB W'B WB
当忽略基区中的复合与 ICEO 时,
上式中: 称为 厄尔利电压 。 ,称为 共发射极增量输出电阻。 ,为集电结耗尽区进入基区 中的部分,即 。
如果假设 ,则无厄尔利效应, 此时 IC 与VCE 无关。 实际上, ,故VA 与 r0 均为正的有限值, 对于均匀基区, 或: 可见,为减小厄尔利效应,应增大基区宽度WB , 减小集电结耗尽区在基区内的宽度 xdB ,即增大基区掺杂浓度 NB 。
VA 的几何意义: