Токи в транзисторе ток эмиттера имеет две составляющие: электронную и дырочную

. Обратный ток коллектора в цепи базы противоположен току рекомбинации

; Ток коллектора имеет две составляющие: управляемый ток и обратный ток

. . Это выражение устанавливает связь между токами транзистора. Оно справедливо для любой схемы включения и удовлетворяет первому закону Кирхгофа.

В активном режиме токи коллектора и эмиттера почти равны, а ток базы равен их разности. Коллекторный ток практически не зависит от напряжения на коллекторном переходе. Даже поля контактной разности потенциалов достаточно для экстракции всех электронов, достигших коллекторного перехода. Поэтому дифференциальное сопротивление коллекторного перехода очень велико (переход включен в обратном направлении). В цепь коллектора можно включать нагрузку с достаточно большим сопротивлением , практически не изменяя ток коллектора (рис. 3.3,б). Дифференциальное сопротивление прямосмещенного эмиттерного перехода очень мало .

21. Формальная модель биполярного транзистора. Система h-параметров биполярного транзистора

Формальная модель биполярного транзистора

Величины, связывающие малые приращения токов и напряжений на электродах активного элемента, называют дифференциальными параметрами Транзистор в активном режиме работы описывается дифференциальными параметрами, которые часто называют малосигнальными. Малыми сигналами считают такие сигналы, увеличение амплитуды которых в два раза не приводит к изменению исследуемого параметра, характеристику можно считать линейной, а сам транзистор – линейным четырехполюсником (рис. 3.14). При этом два внешних вывода четырехполюсника считают входными, соответствующие им комплексные амплитуды тока и напряжения обозначают и . Два других вывода являются выходными, соответствующие им ток и напряжение обозначают и . За положительное принимают направление токов, втекающих в четырехполюсник.

Система H-параметров

В качестве независимых переменных в системе H–параметров приняты входной ток и выходное напряжение

Физический смысл H–параметров следующий:

– входное сопротивление в режиме короткого замыкания для переменной составляющей тока по выходу;

– коэффициент обратной связи по напряжению в режиме холостого хода во входной цепи;

– коэффициент передачи (усиления) тока в режиме короткого замыкания по выходу;

– выходная проводимость в режиме холостого хода во входной цепи.

Преимущество H–параметров состоит в удобстве их экспериментального определения в режимах близких к режимам работы транзисторов в практических схемах.

22. Статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора. Влияние температуры на вах биполярного транзистора

Статическим режимом работы транзистора называется режим при отсутствии нагрузки в выходной цепи.

Статическими характеристиками транзисторов называют графически выраженные зависимости напряжения и тока входной цепи (входные ВАХ) и выходной цепи (выходные ВАХ). Вид характеристик зависит от способа включения транзистора.

Характеристики транзистора, включенного по схеме ОБ

Входной характеристикой является зависимость:

IЭ = f(UЭБ) при UКБ = const

П ри входная характеристика представляет собой прямую ветвь вольт–амперной характеристики прямосмещенного эмиттерного перехода и может быть описана уравнением

.

Выходной характеристикой является зависимость:

IК = f(UКБ) при IЭ = const

зависимость выходного тока от выходного напряжения -> .

Выходные ВАХ имеют три характерные области: 1 – сильная зависимость Iк от UКБ (нелинейная начальная область); 2 – слабая зависимость Iк от UКБ (линейная область); 3 – пробой коллекторного перехода.

О собенностью характеристик в области 2 является их небольшой подъем при увеличении напряжения UКБ.

Характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ:

Входной характеристикой является зависимость:

IБ = f(UБЭ) при UКЭ = const

Выходной характеристикой является зависимость:

IК = f(UКЭ) при IБ = const

Транзистор в схеме ОЭ дает усиление по току. Коэффициент усиления по току в схеме ОЭ: Если коэффициент a для транзисторов a = 0,9¸0,99, то коэффициент b = 9¸99. Это является важнейшим преимуществом включения транзистора по схеме ОЭ, чем, в частности, определяется более широкое практическое применение этой схемы включения по сравнению со схемой ОБ.

Схема с общей базой. Ток эмиттера в схеме с ОБ связан с температурой следующим соотношением:

,

где I_{э.б 0} – тепловой ток эмиттерного перехода. С ростом температуры ток эмиттера возрастает за счет увеличения теплового тока (удваивается на каждые десять градусов изменения температуры).

Выходной ток – ток коллектора равен:

I_к= I_э+I_к.бо.

Изменение тока коллектора при постоянном токе эмиттера:

dI_к= I_э d +dI_к.бо. . Средний температурный коэффициент обычно составляет 0,03-0,05 % на 1^оС, а общее изменение коэффициента передачи тока эмиттера в рабочем диапазоне не превышает 3-5 %.

Отношение имеет порядок 10^-3-10^-6. Хотя обратный ток I_{к.б 0} изменяется с ростом температуры быстро, его влияние на температурный дрейф выходных характеристик мало, т.к. он мал по сравнению с рабочим током коллектора I_к.

Отсюда следует, что выходные характеристики в схеме с ОБ слабо зависят от температуры

Схема с общим эмиттером.

Ток коллектора для схемы с ОЭ равен:

I_к= I_б+( +1)I_к.бо.

Относительная нестабильность тока коллектора при I_б=const составляет:

(3.42)

и увеличивается в ( +1) раз по сравнению со схемой с общей базой.

Сравнивая характеристики для схемы с ОБ и ОЭ, следует отметить более высокую устойчивость к температурным воздействиям транзистора в схеме с общей базой.