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作者:Xie M. X. (UESTC,成都市)
(1) Early效应:
Early效应也称为基区宽度调制效应,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)是变化着的,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!)
(2) Early效应的影响:
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。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=∞)。
(3) 减小Early效应的措施:
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电流增益等其他性能,故需要折中处理。对于高频晶体管,考虑到Early电压Va与电流增益β之间的矛盾,所以就往往采用这二者的乘积(β×Va)来表征晶体管的高频性能。
(4) Early效应的其他影响:
①Early效应只有对于BJT共发射极组态的输出特性、以及共基极组态的输入特性有很大的影响;而对于共基极组态的输出特性以及共发射极组态的输入特性,却几乎不发生什么影响。这一点,在使用BJT时应该注意。
②Early效应将要引起集电结产生扩散电容。一般,对于反偏的集电结只考虑其势垒电容;但是在有Early效应时,集电结电压的变化将导致基区宽度的变化,这就使得基区电荷密度会随着集电结电压变化,这就是扩散电容。所以,Early效应对于BJT性能的影响是多方面的,不但会降低电压增益、引起电流放大系数不稳定,而且还会影响到器件的速度和频率特性。
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GMT+8, 2024-10-20 04:18
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