Меню Главная Случайная статья Настройки Эффект Эрли Материал из https://ru.wikipedia.org Эффект Эрли (эффект модуляции ширины базы при изменении коллекторного напряжения[1]) — влияние обратного напряжения на коллекторном переходе биполярного транзистора, работающего в активном линейном режиме, на токи биполярного транзистора. Учёт этого эффекта уточняет модель работы биполярного транзистора и не позволяет рассматривать последний в виде идеального источника тока. Содержание 1 Объяснение эффекта 1.1 Физическая модель биполярного транзистора с учётом эффекта Эрли 2 См. также 3 Примечания 4 Ссылки 5 Литература Объяснение эффекта Этот эффект проявляется в зависимости выходного дифференциального сопротивления каскада с общим эмиттером от напряжения ${\displaystyle V_{CB}}$ в активном режиме работы транзистора, также при увеличении ${\displaystyle V_{CB}}$ увеличивается коэффициент передачи тока базы. Механизм возникновения этой зависимости следующий. При увеличении ${\displaystyle V_{CE}}$ коллекторный переход более сильно смещается в сторону запирания и при этом расширяется обеднённая зона коллекторного перехода за счёт уменьшения толщины базового слоя как показано на рисунке. Изменение напряжения на базе ${\displaystyle V_{BE}}$ относительно эмиттера (в прямосмещённом p-n переходе) при изменении управляющего тока незначительно изменяет ширину обеднённого слоя эмиттерного перехода и этим изменением можно пренебречь. При сужении ширины базового слоя, вызванного увеличением (по модулю) ${\displaystyle V_{CB}}$ возрастает выходной ток коллектора, что обусловлено снижением вероятности рекомбинации в суженном базовом слое; увеличением градиента плотности объёмного заряда в базовом слое и, следовательно, ростом инжекции носителей заряда из эмиттера в базо-коллекторный переход. Второй фактор увеличения тока коллектора называют эффектом Эрли. Физическая модель биполярного транзистора с учётом эффекта Эрли В этой уточнённой физической модели коллекторный ток ${\displaystyle I_{\mathrm {C} }}$ можно записать как[2][3]: ${\displaystyle I_{\mathrm {C} }=I_{\mathrm {S} }e^{\frac {V_{\mathrm {BE} }}{V_{\mathrm {T} }}}\left(1+{\frac {V_{\mathrm {CE} }}{V_{\mathrm {A} }}}\right),}$ где ${\displaystyle I_{\mathrm {S} }}$ — ток насыщения обратно смещённого коллекторного перехода; ${\displaystyle V_{\mathrm {CE} }}$ — напряжение коллектор-эмиттер; ${\displaystyle V_{\mathrm {T} }}$ — температурный потенциал, ${\displaystyle V_{\mathrm {T} }=\mathrm {kT/q} ,~}$ ${\displaystyle \mathrm {k} }$ — постоянная Больцмана, ${\displaystyle \mathrm {T} }$ — абсолютная температура, ${\displaystyle \mathrm {q} }$ — элементарный заряд, при комнатной температуре ${\displaystyle V_{\mathrm {T} }\approx 23}$ мВ; ${\displaystyle V_{\mathrm {A} }}$ — напряжение Эрли, равное напряжению в точке пересечения линейно-экстраполированных коллекторных вольт-амперных характеристик области активного режима с осью напряжений графика, величина этого напряжения изменяется от 15 до 150 В, причем оно меньше для транзисторов меньших размеров (см. рисунок); ${\displaystyle V_{\mathrm {BE} }}$ — напряжение база-эмиттер. Малосигнальный коэффициент передачи тока базы в ток коллектора ${\displaystyle \beta _{\mathrm {F} }}$ в этой модели: ${\displaystyle \beta _{\mathrm {F} }=\beta _{\mathrm {F0} }\left(1+{\frac {V_{\mathrm {CE} }}{V_{\mathrm {A} }}}\right),}$ где ${\displaystyle \beta _{\mathrm {F0} }}$ — коэффициент передачи тока базы при нулевом смещении, зависимость этого коэффициента от ${\displaystyle V_{\mathrm {CE} }}$ показана на рисунке снизу. Эффект Эрли снижает выходное дифференциальное сопротивление ${\displaystyle r_{O}}$ каскада с общим эмиттером, в этой упрощённой модели это сопротивление выражается[4]: ${\displaystyle r_{O}={\frac {V_{A}+V_{CE}}{I_{C}}}\approx {\frac {V_{A}}{I_{C}}},}$ это сопротивление включено параллельно коллекторному переходу и снижает выходное дифференциальное сопротивление, например, в схеме токового зеркала. См. также Эффект Кирка Примечания Гуртов В. А. Твердотельная электроника: Учеб. пособие / В. А. Гуртов. — М., 2005. — 492 с.  Дата обращения: 18 января 2011. Архивировано из оригинала 8 октября 2011 года. R.C. Jaeger and T.N. Blalock. Microelectronic Circuit Design. — McGraw-Hill Education, 2004. — С. 317. — ISBN 0-07-250503-6. Ссылки Дифференциальное сопротивление коллекторного перехода. Литература Сугано, Т., Икома Т., Такэиси Ё. Введение в микроэлектронику. — М. : Мир, 1988. — С. 102. — ISBN 5-03-001109-9.