5.10. Коэффициент обратной связи

Коэффициент обратной связи по напряжению в биполярном транзисторе в схеме с общей базой показывает, как изменится напряжение на эмиттерном переходе при единичном изменении напряжения на коллекторном переходе при условии, что ток эмиттера поддерживается постоянным.

Ненулевое значение коэффициента обратной связи также обусловлено эффектом Эрли. Аналогично, как и для коллекторного напряжения распишем цепочку, оказывающую взаимосвязь параметров.

Требование постоянства эмиттерного тока I_э = const для биполярного транзистора при диффузионном механизме переноса носителей через базу обуславливает постоянство градиента концентрации инжектированных носителей dp/dx = const. При увеличении напряжения на коллекторе U_к увеличивается ширина обедненной области l_p-n коллекторного p-n перехода, что вызывает уменьшение ширины квазинейтрального объема базы W. Это в свою очередь влечет за собой уменьшение концентрации инжектированных носителей р_n(0) на границе эмиттерного перехода (так как градиент dp/dx должен оставаться постоянным). Поскольку концентрация инжектированных дырок на границе эмиттерного перехода [р_n(0)= p₀e^βU_э] определяется напряжением на эмиттере, то ее уменьшение возможно только при уменьшении напряжения U_э на эмиттере.

Рис. 5.13. Влияние эффекта модуляции ширины базы БТ на концентрацию неосновных носителей на границе эмиттер - база

Таким образом, если поставлено условие (I_э = const, dp/dx = const), то при увеличении коллекторного напряжения U_к должно происходить уменьшение эмиттерного напряжения U_э.

Физически наличие обратной связи по напряжению в биполярном транзисторе в схеме с общей базой обусловлено эффектом модуляции ширины базы.

Получим выражение для коэффициента обратной связи. Поскольку , то . Учтем, что , так как градиент постоянен. Зависимость ширины базы от напряжения на коллекторе dW/dU_к была получена ранее. Тогда

Следовательно, выражение для коэффициента обратной связи по напряжению μ_эк в биполярном транзисторе в схеме с общей базой в зависимости от конструктивно-технологических параметров имеет следующий вид:

   (5.26)

Подставив те же параметры биполярного транзистора, что и в предыдущем примере, получаем μ_эк = -1,1·10^-5. Знак "-" в выражении для μ_эк означает, что при увеличении напряжения на коллекторе U_к происходит уменьшение напряжения на эмиттере U_э.