I - 1
Capitolo 1
Modelli per transistori bipolari
1.1 Profilo dei portatori minoritari
Per un transistore bipolare, polarizzato in zona attiva lineare, il profilo dei portatori minoritari è quello riportato nella
fig.1.1:
pE0
E
n
B
p
C
n
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
_
_
_
_
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
(1)
(2)
(3)
IC
IE
pC0
nB0
IB
Fig. 1.1 Profilo dei portatori minoritari
Le concentrazioni dei portatori minoritari nelle varie regioni, all’equilibrio termodinamico, sono date, rispettivamente,
da:
E
i
E
N
n
p
2
0 =
(1.1)
B
i
B
N
n
n
2
0 =
(1.2)
C
i
C
N
n
p
2
0 =
(1.3)
Nel transistore si avranno le correnti:
Modelli per transistori bipolari
I - 2
En
I
, data dalla (1.4), dovuta agli elettroni iniettati dall’emettitore e che, nella maggior parte, andranno a costituire la
corrente di collettore Cn
I
;
Ep
I
, data dalla (1.5), dovuta alle lacune diffuse dalla base nell’emettitore;
Cp
I
, data dalla (1.6), dovuta alle lacune generate per azione termica che vengono trascinate dal collettore alla base;
2
B
I
, di ricombinazione in base, data dalla (1.7).
KT
qV
B
B
i
n
E
Cn
En
BE
e
N
W
n
qD
A
I
I
2
=
≅
(1.4)
)
1
(
2
1
−
=
=
KT
qV
E
E
i
p
E
B
Ep
BE
e
N
L
n
qD
A
I
I
(1.5)
C
C
i
p
C
C
Cp
N
L
n
D
qA
I
I
2
0 =
=
(1.6)
KT
qV
n
B
i
B
E
n
n
B
BE
e
N
n
W
qA
Q
I
τ
τ
2
2
2
1
=
=
(1.7)
Si possono quindi descrivere le correnti, rispettivamente, di Emettitore, di Base e di Collettore, in funzione delle varie
componenti:
Ep
En
E
I
I
I
+
=
(1.8)
0
2
1
C
B
B
B
I
I
I
I
−
+
=
(1.9)
0
C
Cn
C
I
I
I
+
=
(1.10)
Un importante parametro nella caratterizzazione di un transistore è il guadagno di corrente nella configurazione a
base comune,
F
α
definito come:
T
Ep
En
Cn
E
Cn
F
I
I
I
I
I
γα
α
=
+
=
=̂
(1.11)
dove γ è l’efficienza di emettitore, espresso dalla (1.12) e
Tα
è il fattore di trasporto della base definito nella (1.13).
E
B
E
B
n
p