эмиттером). В свою очередь этот усиленный nj-pi-na транзистором ток будет поступать в базу Pfj-Pi транзистора н усиливаться в или а,/(1 - a,) раз {а, - коэффициенты передачи и усиления тока р-п-р транзистора в схеме с общей базой, с общим эмиттером). Таким образом, суммарный коэффициент усиления

= Мб = - - «6>- <3)

Если учесть, что в обычных транзисторах, как правило, и а, близки к единице, а и во много раз превышают единицу, то приращение тока, обусловленное усилением транзисторов, будет существенно Превышать исходный ток /j. В результате последовательно развивается процесс нарастания тока, который увеличивается до тех пор, пока не будет ограничен внешним сопротивлением нагрузки.

Следовательно, в том случае, когда произведение (ij при любом значении тока структуры превышает единщ1у, р-п-р-п структура при смещении в прямом направлении всегда будет находиться в проводящем состоянии. Таким образом, если составные транзисторы обладают хорошими усилительными свойствами, то ВАХ р-п-р-п структуры будет аналогична ВАХ на основе р-п структуры. Для того чтобы получигь прямую характеристику, обладающую ключевыми свойствами, в рассматриваемой тирнсторной структуре п-р-п транзистор вьтолняегся таким образом, что его коэффициент передачи Яд имеет четко выраженную зависимость от тока эмиттера (рис. 15), а именно при малых токах эмиттера близок к нулю, а начиная с некоторого порогового значения имеет место рост с последующим переходом в насыщение.

Свойства таких структур рассмотрим на еще более упрощенной модели р-п-р-п структуры. Особенностью модели является то, что коэффициент передачи тока р-п-р транзистора a, не зависит от тока эмиттера/ , а коэффициент п-р-п транзистора имеет ступенчатую зависимость от этого тока, а именно до тех пор, пока ток эмиттера меньше пороговой величины Ij , Яд = О, когда ток эмиттера превышает/3, =const (рис. 16). Обычно реальные р-п-р-п структуры проектируются таким образом, что значение / знаадтельно превышает ток утечки. В этом случае по мере увеличения прямого напряжения до пробоя р-п перехода /2 п-р-п транзистор ие обладает усилительными свойствами, а свойства р-п-р-п структуры определяются р-п-р транзистором. Через структуру, таким образом, протекает ток

где /Jq - ток обрагносмещениого коллекторного перехода/2: -коэффициент передачи тока р-п-р транзистора (слой является эмнттерным слоем).

0,5 -

Рис. 15. Зависимость коэффициентов передачи транзисторов от тока

Рис. 16. Упрощенное представление зависимости коэффициентов передачи транзисторов от тока

Поскольку слон Pi н р2 в процессе изготовления формируются одновременно путем диффузии одинаковой прнмеси, то свойства р-п переходов /2 и /з одинаковы. Это приводит к одинаковым электрическим характеристикам р-п-р структуры прн приложении как прямого, так и

обратного напряжения. Таким образом, jq = ко ~ ко °Ь ~Ы Следствием этого является то, что р-п-р-п структура вплоть до напряжения, при котором через нее начинает протекать ток / =1, имеет симметричную ВАХ, описываемую формулой

Как только ток через р-п-р-п структуру достигает значения / п-р-п транзистор переходит в режим усиления с коэффициентом передачи , произведение коэффициентов усиления п-р-п и р-п-р транзисторов в схеме с общим эмиттером становится больше единицы и р-п-р-п структура переходит в проводящее состояние. В проводящем состоянии ее ВАХ практически аналогична прямой характеристике полупроводникового диода.

Трехэлектродное включение в прямом направлении. Рассмотрим свойства р-п-р-п структуры в трехэлектродном включении, когда к ней прикладьшается сигнал управления (см. рис. 10). Если к аноду приложено положительное относительно катода напряжение Ug , то через р-п-р-п структуру протекает ток

где jo ~ обратный ток перехода /з

при приложении к нему обратного напряжения Uq ,

При подаче сигнала в цепь управления возможно два режима. В первом режиме в цепн управления протекает ток, значение которого меньше значения /эп - /(0- В этом случае через эмнттерный переход у, протекает ток, не превышающий /3, коэффициент передачи ад = О, р-п-р-п структура находится в закрытом состоянии и ток через нее практически такой же, как и лри отсутствии сигнала управления. Второй режим реализуется тогда, когда ток управления

hp > Ьп - Н. (7)

В этом случае через эмнттерный переход протекает ток, равный или превышающий значение /3П, коэффициент передачи п-р-п транзистора Од = О и р-п-р-п структура переходит в открытое состояние с малым сопротивлением. После того как структура перешла в проводящее состояние, нет необходимости в протекании тока управления для поддержания этого состояния.

Для того чтобы выключить р-п-р-п структуру, необходимо уменьшать ее ток до тех пор, пока он не достигнет значения /зп (1,р - 0) В этом случае сц = О, положительная обратная связь прерьшается и р-п-р-п структура переходит в состояние с большим сопротивлением

Особенности ВАХ. Для большей наглядности проведенный анатиз базировался на допущении о ступенчатой зависимости коэффициента передачи Оа от тока. На самом деле эта зависимость ие ступенчатая, а постепенно нарастающая, как показано на рис. 15. Это приводит к то му, что взаимодействие транзисторов имеет место практически при всех значениях тока структуры. Прн малых значениях тока, когда 3д /3 < 1, или, что то же самое, + <\, структура находится в закрытом состоянии, ио через нее протекает ток несколько больший, чем в случае, когда а = 0. Этот ток

/ = 11"!(\ - а, - а,), (8)

где Q - обратный ток центрального р-п перехода.

Соответственно прямая ВАХ р-п-р-п структуры сместится вверх (штриховая линия на рис. 17). При протекании тока управления соотношение для тока через структуру принимает вид

" Со ~ % - (9)

а прямая ВАХ переходит в семейство характеристик (параметром которых являются различные токи управления), которое изображено на рнс 18. Здесь в отлнчие от предыдущего случая включение осуществляется в том случае, когда

«Л + у) +%(у) = 1- (10)