Warum ist der Kollektorstrom eines BJT-Transistors unabhängig von der Kollektorbasisspannung?

Warum ist der Kollektorstrom unabhängig von der Sperrvorspannung am Basis-Kollektor-PN-Übergang, wenn man die Modulation der effektiven Basisbreite außer Acht lässt? Einerseits ist leicht zu erkennen, dass KCL eingehalten werden muss, also muss der Emitterstrom, der in die Basis fließt, durch den Kollektor existieren; aber wie wird das angesichts des großen elektrischen Felds "gehorcht", das die Träger herunterrollen, wenn sie den Basis-Kollektor-Übergang erreichen? Sicherlich beschleunigt das elektrische Feld im Verarmungsbereich die Ladungsträger, was nach der Driftstromgleichung: Driftstromgleichung, den Strom erhöht, da E sehr groß sein kann?

Im Sättigungsbereich ist dies nicht der Fall. Wenn Vce jedoch einen bestimmten Punkt erreicht, gibt es meiner Meinung nach zwei gegensätzliche Mechanismen (verursacht durch den Anstieg von Vce); (1) eine Erhöhung der Vce-Spannung sollte mehr Strom treiben und (2) eine Verbreiterung der Basis-Kollektor-Verarmungsschicht sollte weniger Strom erzeugen. Nur meine einfache Denkweise, die mir sagt, dass es zwei gegensätzliche Dinge gibt, die sich gegenseitig aufheben, wenn Sie sich von der Sättigung entfernen, und der Strom weitgehend gleich bleibt.
Der Basis-Kollektor-Übergang leckt ein wenig, daher ändert das Ändern von V_BC I_C ein wenig, sodass die Kollektorspannung keinen genau 0-Effekt hat, sondern nur meistens einen Nulleffekt
Können Sie spezifizieren: Welche Parameter werden konstant gehalten , während sich die Kollektor-Basis-Spannung ändert?

Antworten (1)

Sie scheinen zu glauben, dass dort ein großes Feld vorhanden sein muss, weil der Verarmungsbereich für den Basis-Kollektor-Übergang groß ist. Das ist das Gegenteil davon, wie es funktioniert. Es fällt ausschließlich die Spannungsdifferenz zwischen Emitter, Basis und Kollektor abim Verarmungsgebiet. Je größer also der Verarmungsbereich ist, desto ausgedehnter ist das Feld und desto weniger stark ist das Feld. Tatsächlich ist die Rückinjektion einer der Gründe für Heteroübergangstransistoren. In den Nicht-Verarmungsregionen ist die Diffusion der vorherrschende Mechanismus. Somit erzwingt der BJT durch Erzeugen eines großen elektrischen Feldes, das im Wesentlichen wie eine Rückflussbarriere wirkt, das Auftreten einer Diffusion. Der Grund, warum der Strom von C->E (NPN) oder E->C (PNP) fließt, liegt darin, dass der BJT unterschiedliche Dotierungsniveaus verwendet, um Verarmungsbreiten für unterschiedliche Zwecke zu erzeugen. Da der in Sperrrichtung vorgespannte CB-Verarmungsbereich groß ist, fällt er fast ausschließlich auf der Kollektorseite ab. Das heißt, es gibt sehr wenig Länge für die Diffusion. Diese geringe Länge bedeutet, dass der Kollektor im Vergleich zum Emitter, dessen großes elektrisches Feld fast unüberwindbar ist, zu einer hervorragenden Quelle von Minoritätsträgern für die Basis wird. Wenn sich diese Minoritätsträger kreuzen, treiben sie die Diffusion in der Basis an. Sobald die Basis diesen Minoritätsträger an den Emitter liefert, kann er ihn nicht zurückbekommen, also muss er einen anderen vom Kollektor bekommen.

Im Wesentlichen hängt der Kollektorstrom nur von der Menge ab, die aus dem Emitter fließt, nicht von dem Feld, das fast vollständig über den Kollektor abfallen soll.

Bitte hinterlasse einen Kommentar dazu, wenn du es nicht verstehst, denn ich brauchte ungefähr 10 Bilder, um das im College herunterzukriegen.

Bearbeiten: Das BJT-Bild, um sie alle zu beherrschen!Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe völlig übersehen, dass eine größere Verarmungsregion = ein schwächeres Feld!. Ich bin mir nicht sicher, ob ich den Rest verstehe: VCE ist so konzipiert, dass es am Basis-Kollektor-Übergang am größten abfällt. Dies führt dort zu einem größeren Verarmungsbereich, der die elektrische Feldstärke tatsächlich verringert. Wenn also VCE zunimmt, wird sein Einfluss durch eine Verbreiterung des Verarmungsbereichs kompensiert? Jedoch nimmt der Strom im aktiven Bereich immer noch zu, weil die effektive Basisbreite ebenfalls abnimmt, wodurch der Diffusionsgradient &dgr; PS Bilder wären schön :)
Okay, BJTs sind ein Gerät mit drei Anschlüssen, und Vce ist meistens nur ein Nebeneffekt der wichtigeren Vbe und Vcb. Da Vcb ein in Sperrichtung vorgespannter pn-Übergang ist und der Kollektor oft mit etwa 1/100 der Konzentration der Basis dotiert ist, fällt der Großteil des Feldes für Vcb nur auf der Kollektorseite ab. Das Feld von Vbe wird aus einem anderen Grund verwendet. Da dies in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, ist der Verarmungsbereich klein und das Feld hoch. Dieses hohe Feld sorgt dafür, dass ein Träger, sobald er von b-> e gekreuzt hat, nicht mehr zurückgehen kann, sodass er zum Metallkontakt diffundiert
Warum ist der Kollektorstrom eines BJT-Transistors unabhängig von der Kollektorbasisspannung?
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