Effet Kirk

L'effet Kirk est un effet parasite du transistor bipolaire qui consiste en l'élargissement de la zone de base au détriment de la zone collecteur à la suite d'une forte densité de porteur majoritaire injectée de la base vers le collecteur. Cet effet a été découvert en 1962, par C.T Kirk, à la suite de ses travaux au MIT^[1].

Description[modifier | modifier le code]

Cet effet est rencontré dans le mode de fonctionnement normal du transistor, au niveau de la jonction base collecteur polarisée en inverse.

Lié à une injection de porteurs majoritaires vers le collecteur, l’effet Kirk se rencontre dans des situations de forte injection. À un seuil d'injection de porteurs supérieur au dopage de la zone collecteur, nous allons observer un effacement progressif de la zone de charge d'espace entre base et collecteur. On parle ainsi d'élargissement de la zone de base $w_{B}$ .

Cet élargissement de la zone de base conduit ainsi à une diminution du gain du transistor ^[2]: $\beta =2{\big (}{\frac {l_{nB}}{w_{B}}}{\big )}^{2}$

Atténuation de l'effet Kirk[modifier | modifier le code]

Limiter l'effet Kirk dans les structures bipolaires conduit en première approche à augmenter le dopage du collecteur. Cette solution va engendrer une augmentation de la capacité base collecteur ( $C_{BC}$ ). On aura alors un abaissement de la rapidité de commutation et une diminution de la tension de claquage admise à la jonction base collecteur.

Ainsi, les transistors bipolaires en technologie RF (Radiofréquence) et électronique de puissance seront notamment affectés. Un compromis est donc nécessaire entre gain du transistor et tenue en tension et/ou rapidité de commutation.

Notes et références[modifier | modifier le code]

↑ C.T Kirk, A Theory of Transistor Cutoff Frequency Falloff at High Current Densities, IRE Transaction on Electron Devices, mars 1962.
↑ B. Jayant Baliga, Power Semiconductor Devices, 624p., PWS Pub. Co., (ISBN 0534940986).