Рекомбинационные потери в слое объемного заряда эмиттерного перехода
Как известно из теории p-n-перехода, часть дырок при прохождении слоя объемного заряда эмиттерного перехода теряется на рекомбинацию. Для поддержания этого процесса расходуется часть базового тока, обозначенная как JЭП. Расчет этого тока даже в упрощенном варианте весьма сложен. Поэтому мы воспользуемся готовым решением, выполненным Са-Нойсом-Шокли для случая одного уровня ловушки:
, (66)
где 
,
,
.
Здесь Еt - энергия уровня ловушки, Еi - энергия середины запрещенной зоны, tp0 и tn0 - параметры модели рекомбинации Холла-Шокли-Рида, V0 и WЭП - контактная разность потенциалов и толщина слоя объемного заряда эмиттерного перехода соответственно.
Формула (66) скорее носит иллюстративный характер. Для расчетов чаще пользуются эмпирической зависимостью для тока рекомбинации в объемном заряде:
, (67)
где JЭП0и nV-эмпирические константы. Обычно значение коэффициента nVнаходится в диапазоне от единицы до двух (ближе к двум) и зависит от характера рекомбинационных центров. Чтобы определить, от каких параметров зависит JЭП0, надо приравнять правые части уравнений (66) и (67). Получим:
JЭП0 = 
. (68)
Если аргумент гиперболического синуса много больше единицы, что всегда реализуется в активном режиме работы транзистора, то
.
С учетом этого (68) примет вид
JЭП0 = 
. (69)
Принимая во внимание, что толщина слоя объемного заряда перехода зависит от приложенного напряжения по закону
, (70)
где W0- равновесная толщина слоя объемного заряда эмиттерного перехода, выражение (69) может быть записано в виде
JЭП0= 
. (71)
Здесь m - коэффициент, зависящий от профиля распределения примеси в переходе и может изменяться от двух (для резкого перехода) до трех (для плавного перехода). Поскольку левая часть уравнения (71) не зависит от напряжения на переходе, а в правую входит ряд сомножителей, зависящих от напряжения, то следует предположить, что комбинация этих последних сомножителей дает некоторую константу (обозначим ее Q). С учетом введенного обозначения формула (71) примет вид
JЭП0 = 
. (72)
Подставляя (72) в (67), получаем для тока рекомбинации в слое объемного заряда эмиттерного перехода выражение
JЭП = 
. (73)
Таким образом, рекомбинационные потери в слое объемного заряда эмиттерного перехода, с учетом (13), можно записать в виде
RЭП= 
. (74)
Обозначим 
, тогда для RЭП получим:
RЭП= 
. (75)
Существенное значение для рекомбинационных потерь в объемном заряде эмиттерного перехода имеют геометрические размеры. Чем меньше W0 и WA, тем меньше данный параметр. Но в отличие от предыдущих составляющих рекомбинационных потерь RЭП зависит также от напряжения на эмиттерном переходе. Поскольку nVбольше единицы, то показатель экспоненты отрицателен. Это означает, что с ростом напряжения на переходе уменьшается рассматриваемая составляющая рекомбинационных потерь.
Можно формулу (75) переписать через ток коллектора (13):
. (76)
Видно, что с ростом тока коллектора 
уменьшается. Иначе говоря, можно повысить коэффициент передачи тока транзистора, заставляя его работать при повышенных плотностях коллекторного тока.