5.6.8. Моделирование функции fbk0 при помощи эмиссионного уравнения.
Для транзистора КТ312В получим математическую модель для функции FBK0.
Рис. 5.38. Вольт-амперные характеристики прямого тока математической модели для функции FBK0:ВАХ PN-перехода база-коллектор при замкнутых выводах база - эмиттер, для температур 10, 20, 30, 40, 50, 60 градусов по Цельсию для транзистора КТ312В. Графики модели для температур 10 и 60 градусов по Цельсию построены поверх графиков точек экспериментальных данных.
Для характеристики FBK0 характерно: смещение линий вольт-амперных характеристик экспериментальных данных в области малых токов вправо. Коллекторные характеристики FBK0 и FBK1 находятся под воздействием энергии эмиттерного перехода, потому эмиссионное смещение в области малых токов имеется у обеих функций.
5.6.9. Моделирование функции fbk1 при помощи эмиссионного уравнения.
Для транзистора КТ312В получим математическую модель для функции FBK1. Для характеристики FBK1 характерно: смещение линий вольт-амперных характеристик экспериментальных данных в области малых токов вправо. Это смещение ещё более заметное, чем у функции FBK0. (см. рис. 5.39., рис 5.38.)
Рис. 5.39. Вольт-амперные характеристики прямого тока математической модели для функции FBK1:ВАХ PN-перехода база-коллектор при разомкнутых выводах база - эмиттер, для температур 10, 20, 30, 40, 50, 60 градусов по Цельсию для транзистора КТ312В. Графики модели для температур 10 и 60 градусов по Цельсию построены поверх графиков точек экспериментальных данных.
5.6.10. Инжекционный ток, как тепловой ток.
Эстафетный ток электронов передаёт тепло, посредством уравнивания энергии отдельных атомов. Создавать PN-переходы можно, создавая контакт различных веществ, пропуская через них ток. Если такие вещества – металлы-проводники, то PN-переход обладает свойством при нагревании контакта, создавать термо-ЭДС. Полупроводники с широкой запрещённой зоной, при нагревании контакта, термо-ЭДС не создают.
Разнородные полупроводники могут создавать термо-ЭДС лишь при условии протекания тока. Причём электрон должен двигаться к P-области. Эта термо-ЭДС и проявляется как нелинейная вольт-амперная характеристика PN-перехода.
Место контакта – PN-переход, где возникает термо-ЭДС является местом, где нарушается принцип электронейтральности для электрического тока, значит, PN-переход является некоторой потенциальной ямой, в которую попадает электрон, участвующий в эстафетном движении при процессе теплопередачи.
Если от эстафеты оторвать электрон, который в дальнейшем втягивается в PN-переход, где участвует в заряде PN-перехода, то эстафетный ток превращается в поступательный, то есть обычный электрический ток. Необычный он только в том отношении, что этот ток является тепловым током и переносит тепловую энергию. В современной физике полупроводников этому току было дано название – инжекционный ток. Терминология в физике полупроводников уже закрепилась, и я ничего не могу сказать об инжекции, которой не существует. Инжекционный ток имеет тепловую природу.
В данной работе термин «инжекционный ток» заменён на «однонаправленный тепловой электронный ток».
Интересно, но российский физик Виталий Иванович Стафеев, ещё в 1960-м году, писал об инжекционном переносе тепла в структурах с PN-переходами. К сожалению, он не подвергал сомнению уравнение Шокли и «дырочную проводимость», которые не позволяют увидеть влияние тепловых процессов на PN-переход.
На основе явления переноса тепловой энергии посредством однонаправленного теплового электронного тока созданы схемы транзисторов, называемыми « схемами с инжекционным питанием».
Рис. 5.40. Наблюдение явления переноса тепловой энергии. Возникновение Uэдс – результат воздействия включаемого процесса: теплового электронного тока.
Явление переноса тепловой энергии посредством однонаправленного теплового электронного тока показано на рисунке 5.40.. Эксперимент с демонстрацией однонаправленного теплового электронного тока заключается в том, что через переход база-эмиттер транзистора пропускается прямой ток, в соседнем переходе база-коллектор возникает термо-ЭДС. Аналогично работает диод ФД5Г, который при облучении светом создаёт на своих выводах термо-ЭДС.
Энергия света является тепловой энергией движения электронов, что и способствует возникновению ЭДС в P-N переходе. Полярность термо-ЭДС фотодиода совпадает с полярностью термо-ЭДС транзистора на выводах база-коллектор.