3.2 Статичні характеристики біполярних транзисторів

Звичайно аналізують вхідні і вихідні характеристики БТ в схемах із загальною базою і загальним емітером. Для визначеності і спадкоємності викладу розглядатимемо p-n-p-транзистор.

3.2.1 Схема із загальною базою

Сімейство вхідних характеристик схеми з Про є залежністю IЭ = f(UЭБ) при фіксованих значеннях параметра UКБ - напруги на колекторному переході (рисунок 3.5,а).

а)	б)
Рисунок 3.5 Вхідні (а) і вихідні (б) характеристики БТ в схемі включення з Про

При UКБ = 0 характеристика подібна ВАХ p-n-переходу. Із зростанням зворотної напруги UКБ (UКБ < 0 для p-n-p-транзистора) унаслідок зменшення ширини базової області (ефект Эрли) відбувається зсув характеристики вгору: IЭ росте при вибраному значенні UЭБ. Якщо підтримується постійним струм емітера (IЭ = const), тобто градієнт концентрації дірок в базовій області залишається тим самим, то необхідно знизити напругу UЭБ (характеристика зрушується вліво). Слід відмітити, що при UКБ < 0 і UЭБ = 0 існує невеликий струм емітера I_Э0, який стає рівним нулю тільки при деякій зворотній напрузі U_ЭБ0.

Сімейство вихідних характеристик схеми з Про є залежності IК = f(UКБ) при заданих значеннях параметра IЭ (рисунок 3.5,б).

Вихідна характеристика p-n-p-транзистора при IЭ = 0 і зворотній напрузі |UКБ < 0| подібна зворотній гілці p-n-переходу (діода). При цьому відповідно до (3.11) IК = IКБО, тобто характеристика є зворотним струмом колекторного переходу, протікаючий в ланцюзі колектор - база.

При IЭ > 0 основна частина инжектированных в базу носіїв (дірок в p-n-p транзисторі) доходить до межі колекторного переходу і створює колекторний струм при UКБ = 0 в результаті прискорюючого дії контактної різниці потенціалів. Струм можна зменшити до нуля шляхом подачі на колекторний перехід прямої напруги певної величини. Цей випадок відповідає режиму насичення, коли існують стрічні потоки инжектированных дірок з емітера в базу і з колектора в базу. Результуючий струм стане рівний нулю, коли обидва струми однакові по величині (наприклад, крапка А' на рисунок 3.5,б). Чим більший заданий струм IЭ, тим більша пряма напруга UКБ потрібна для отримання IК = 0.

Область в першому квадранті на рис. 3.5,б, де UКБ < 0 (зворотне) і параметр IЭ > 0 (що означає пряму напругу UЭБ) відповідає нормальному активному режиму (НАР). Значення колекторного струму в НАР визначається формулою (3.11) IК = IЭ + IКБО. Вихідні характеристики зміщуються вгору при збільшенні параметра IЭ. У транзисторі, що ідеалізується, не враховується ефект Эрли, тому інтегральний коефіцієнт передачі струму можна вважати постійним, не залежним від значення |UКБ|. Отже, в тому, що ідеалізується БТ вихідні характеристики опиняються горизонтальними (IК = const). Реально ж ефект Эрли при зростанні |UКБ| приводить до зменшення втрат на рекомбінацію і зростанню . Оскільки значення  близько до одиниці, те відносне збільшення а дуже мало і може бути виявлено тільки вимірюваннями. Тому відхилення вихідних характеристик від горизонтальних ліній вгору “на око” не помітно (на рисунку 3.5,б не дотриманий масштаб).