Физические процессы в биполярном транзисторе

В рабочем режиме биполярного транзистора протекают следующие физические процессы: инжекция, диффузия, рекомбинация и экстракция.

Рассмотрим p‑n переход эмиттер-база при условии, что длина базы велика. В этом случае при прямом смещении p‑n перехода из эмиттера в базу инжектируются неосновные носители. Закон распределения инжектированных дырок по базе описывается следующим уравнением:

. (1)

Схематически распределение p_n(x) для случая большой длины базы показано на рис. 5.

Рис. 5. Распределение дырок в базе

Процесс переноса инжектированных носителей через базу – диффузионный. Характерное расстояние, на которое неравновесные носители распространяются от области возмущения – диффузионная длина L_p. Поэтому, если необходимо, чтобы инжектировнные носители достигли коллекторного перехода, длина базы W должна быть меньше диффузионной длины L_p. Это условие является необходимым для реализации транзисторного эффекта – управление током во вторичной цепи через изменение тока в первичной цепи.

В процессе диффузии через базу инжектированные неосновные носители рекомбинируют с основными носителями в базе. Для восполнения прорекомбинированных основных носителей в базе через внешний контакт должны подойти такое же количество носителей. Таким образом, ток базы – это рекомбинационный ток.