7.1.2 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним емітером

Схему для заняття характеристик БТ в ССЕ показано на рисунку 7.10.

Рисунок 7.10 – Схема експериментального зняття характеристик БТ зі спільним емітером

Вхідні характеристики

Це залежність (рисунок 7.11).

Рисунок 7.11 – Статичні вхідні характеристики БТ зі спільним емітером

При =0 обидва переходи транзистора ввімкнено в прямому напрямі (рисунок 7.12), і вхідна характеристика є прямою гілкою ВАХ двох паралельно ввімкнених переходів.

Рисунок 7.12 – БТ зі спільним емітером при =0

При <0 КП вмикається у зворотному напрямі, і в колі бази проходить струм

. (7.4)

При струм бази має тільки одну складову – зворотний струм КП . При збільшенні напруги починає зростати струм , а разом з ним – рекомбінаційна складова струму бази . Струм зменшується за модулем, оскільки спрямований у колі бази назустріч . При деякій напрузі струм бази дорівнює нулю. Подальше зростання струму бази зумовлене зростанням рекомбінаційної складової , яка починає перевищувати зворотний струм колектора .

Унаслідок того, що струм невеликий, на більшості характеристик БТ зі спільним емітером у довіднику області негативних струмів бази не зображають.

Вихідні характеристики

Це залежності (рисунок 7.13).

Рисунок 7.13 – Статичні вихідні характеристики БТ зі спільним емітером

Межею між РВ та АР є характеристика, що знята при струмі бази < - . Це зумовлено особливостями вхідних характеристик схеми зі спільним емітером, тобто тим, що <- лише при позитивних напругах (у режимі відсічення). При подальшому збільшенні струму , вихідні характеристики змінюються за законом

(7.5)

Зміщення характеристик у бік більших струмів колектора зумовлене характером залежності (рисунок 7.14).

Рисунок 7.14 – Залежність

Характер проходження вихідної характеристики БТ при фіксованому струмі бази проявляється наступним чином. При =0 за рахунок того, що потенціал бази нижчий, ніж однакові потенціали емітера і колектора, ЕП і КП увімкнено в прямому напрямі, і БТ перебуває в РН. Тепер, якщо збільшувати негативний потенціал на колекторі ( <0), потенціальний бар’єр КП збільшується, інжекційна складова колекторного струму спадає, а керований струм колектора за рахунок зростаючої екстракції дірок з бази до колектора збільшується. При збільшенні напруги <0 до настання рівності струм зростає різко за рахунок розсмоктування дірок, що нагромадились у базі в РН. При виконанні рівності транзистор переходить до АР, зростання колекторного струму сповільнюється, що на характеристиках рисунка 7.13 відповідає початку пологої ділянки. Важливим є те, що нахил вихідних характеристик БТ зі спільним емітером на пологій ділянці більший за нахил відповідних характеристик БТ зі спільною базою, тобто у ССЕ струм зростає при збільшенні колекторної напруги швидше, ніж у ССБ. Це зумовлено двома причинами.

1. Напруга , на відміну від вихідної напруги у ССБ, розподіляється між ЕП та КП, а не прикладена лише до КП. Тому при збільшенні дещо зростає й напруга , що приводить до збільшення емітерного , а отже, і колекторного струмів.

2. Зростання негативної напруги приводить до збільшення товщини КП і зменшення активної ширини бази . Це приводить до зменшення рекомбінаційного струму бази, бо зменшується ймовірність рекомбінації дірок з електронами. Однак при одержанні вихідних характеристик БТ зі спільним емітером потрібно підтримувати струм бази саме постійним. Тому зменшення струму бази можна компенсувати збільшенням струму емітера (за рахунок збільшення напруги ). А ця обставина викликає додаткове зростання колекторного струму .