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基区宽度调制效应

王朝百科·作者佚名  2010-07-22  
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这是BJT在较大工作电压时所出现的一种现象。因为BJT在放大状态工作时,集电结上的反偏电压(直流电压+交流电源)是变化的,则集电结的势垒厚度也将随着变化,这就会导致基区宽度发生变化;这种由集电结电压而引起基区宽度发生变化的现象,最早是由Early提出并加以说明的,故称为Early效应(爱里效应),又称为基区宽度调制效应。(注意:Early效应不能译成“欧拉效应”,欧拉是古代数学家!)

Early效应将直接导致BJT的输出伏安特性不饱和;这种不饱和的程度可以利用输出伏安特性曲线(多条直线)与横轴(电压轴)的交点处的电压值(称为Early电压)来表征。输出特性曲线的不饱和也就意味着BJT的输出交流电阻减小,并从而将造成BJT的电压增益下降。另外,由于Early效应也表现出BJT的电流放大系数β随着集电极电压的增大而提高。所以,在设计、制造BJT时,应该尽量设法减小Early效应,即增大Early电压(理想BJT的输出交流电阻=∞,则Early电压=∞)。

从物理本质上来说,由于Early效应是由集电结势垒厚度的变化所引起的,所以凡是能够减小这种变化及其影响的各种措施都将有利于减弱Early效应。例如,提高基区掺杂浓度,增大基区宽度,都可以增大Early电压,并从而提高输出交流电阻和电压增益。但是,这些措施往往又要影响到器件的其他性能,故需要折中处理。

最后补充两点:①Early效应对于BJT的不同组态,影响的大小是有所不同的。一般,对于共发射极组态的输出特性的影响最大;但是,对于共基极组态的输出特性的影响却很小(往往可以忽略),这是由于电流放大系数α以及集电极反向饱和电流都与基区宽度的变化关系不大的缘故。同时,也可以说明,Early效应对共发射极组态的输入特性的影响很小;而对共基极组态的输入特性的影响很大。②Early效应可以引起集电结出现扩散电容。反偏的集电结总是存在势垒电容,一般是不存在扩散电容的;但是基区宽度随着集电结电压的变化,即使得基区中的存储电荷数量也相应的随着集电结电压而变化,这就是扩散电容。所以Early效应的这种影响也将要影响到器件的速度性能。

 
 
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