基區寬度調製效應

基區寬度調製效應

基區寬度調製效應,也稱厄利效應,這是BJT在較大工作電壓時所出現的一種現象。因為BJT在放大狀態工作時,集電結上的反偏電壓(直流電壓+交流電源)是變化的,則集電結的勢壘厚度也將隨著變化,這就會導致基區寬度發生變化;這種由集電結電壓而引起基區寬度發生變化的現象,最早是由Early提出並加以說明的,故稱為Early效應(愛里效應),又稱為基區寬度調製效應。

基本信息

現象

基區寬度調製效應基區寬度調製效應
Early效應將直接導致BJT的輸出伏安特性不飽和;這種不飽和的程度可以利用輸出伏安特性曲線(多條直線)與橫軸(電壓軸)的交點處的電壓值(稱為Early電壓)來表征。輸出特性曲線的不飽和也就意味著BJT的輸出交流電阻減小,並從而將造成BJT的電壓增益下降。另外,由於Early效應也表現出BJT的電流放大係數β隨著集電極電壓的增大而提高。所以,在設計、製造BJT時,應該儘量設法減小Early效應,即增大Early電壓(理想BJT的輸出交流電阻=∞,則Early電壓=∞)。

處理

厄爾利電壓厄爾利電壓
從物理本質上來說,由於Early效應是由集電結勢壘厚度的變化所引起的,所以凡是能夠減小這種變化及其影響的各種措施都將有利於減弱Early效應。例如,提高基區摻雜濃度,增大基區寬度,都可以增大Early電壓,並從而提高輸出交流電阻和電壓增益。但是,這些措施往往又要影響到器件的其他性能,故需要折中處理。

影響

共發射極輸出特性曲線共發射極輸出特性曲線
①Early效應對於BJT的不同組態,影響的大小是有所不同的。一般,對於共發射極組態的輸出特性的影響最大;但是,對於共基極組態的輸出特性的影響卻很小(往往可以忽略),這是由於電流放大係數α以及集電極反向飽和電流都與基區寬度的變化關係不大的緣故。同時,也可以說明,Early效應對共發射極組態的輸入特性的影響很小;而對共基極組態的輸入特性的影響很大。②Early效應可以引起集電結出現擴散電容。反偏的集電結總是存在勢壘電容,一般是不存在擴散電容的;但是基區寬度隨著集電結電壓的變化,即使得基區中的存儲電荷數量也相應的隨著集電結電壓而變化,這就是擴散電容。所以Early效應的這種影響也將要影響到器件的速度性能。

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