7.1.3 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним колектором
Вхідні
характеристики БТ в ССК
показано на рисунку 7.15.
Рисунок 7.15 – Статичні вхідні характеристики БТ зі спільним колектором
При
ЕП ввімкнено у зворотному напрямі, і
через базу проходить лише зворотний
струм колектора
.
При
ЕП відкривається, струм бази змінюється
при зменшенні напруги
.
Це відбувається тому, що при зменшенні
зростає напруга
,
оскільки вихідна напруга
підтримується постійно. Але це приводить
до зростання струму емітера
і зв’язаного з ним струму бази
.
Вихідні характеристики транзистора
зі спільним колектором
при
майже
нічим не відрізняються від вихідних
характеристик схеми зі спільним
емітером, тому що
,
а
.
7.1.4 Вплив температури на статичні характеристики транзисторів
Температурна залежність вихідних або вхідних характеристик зумовлена зміною відповідно колекторного або емітерного струму при зміні температури.
Схема зі спільною базою
У ССБ, згідно з рівнянням (6.10), зміна колекторного струму при постійному струмі емітера
Відносна зміна струму колектора
=
.
(7.6)
Коефіцієнт передачі струму емітера від температури майже не залежить, тому температурна зміна не впливає на дрейф характеристик. Другий додаток у формулі (7.39) визначає температурний дрейф характеристик, викликаний температурною зміною зворотного струму колектора :
,
(7.7)
де
- зворотний струм при температурі
;
- зворотний струм
при температурі
;
для германію;
для кремнію.
У
розрахунковій практиці вважається, що
величина
подвоюється при зростанні температури
на 10
С
для германієвих БТ і на 8
С
для кремнієвих БТ. Але вплив другого
додатка формули (7.6)
на температурний дрейф вихідних
характеристик є незначним, оскільки
для більшості транзисторів
.
Саме тому температурні зміни вихідних характеристик БТ зі спільною базою невеликі (рисунок 7.16).
Рисунок 7.16 – Температурний дрейф вихідних характеристик БТ зі спільною базою
Значно більшої температурної зміни зазнають вхідні характеристики.
Відомо,
що
,
де
-
зворотний струм емітера, залежність
якого від температури така сама, як і
струму
.
Унаслідок цього залежність емітерного струму від температури набуває вигляду
.
(7.7)
Тому збільшення температури супроводжується зростанням струму емітера і зміщенням вхідних характеристик у бік більших струмів (рисунок 7.17). Як правило, вважають, що при зміні температури на один градус характеристики зміщуються вліво на 1-2 мВ.
Рисунок 7.17 – Температурний дрейф вхідних характеристик БТ зі спільною базою
Схема зі спільним емітером
Температурний дрейф вихідних характеристик БТ зі спільним емітером в разів більший, ніж у ССБ. Це істотний недолік схеми зі спільним емітером (рисунок 7.18).
Рисунок 7.18 – Вплив температури на вихідні характеристики БТ зі спільним емітером
Вхідні
характеристики БТ у ССЕ також зазнають
змін при зміні температури (рисунок
7.21).
Збільшення температури викликає
зростання струмів
та
,
які спрямовані у колі бази назустріч
один одному. Тому вхідні характеристики,
зняті при різних температурах,
перетинаються при малих струмах бази
(т.
на рисунку 7.19).
Рисунок 7.19 – Вплив температури на вхідні характеристики БТ зі спільним емітером
Робочий діапазон температур БТ
З підвищенням температури збільшується число генеруючих пар електрон – дірка. Внаслідок зростання концентрації носіїв заряду електропровідність областей пристрою збільшується і його нормальна робота порушується.
Максимальна робоча температура германієвих БТ має діапазон від + 70 град. до +100 град. У кремнієвих БТ внаслідок більшої ширини забороненої зони , максимальна робоча температура має діапазон від +125 град. до + 200 град. Нижня межа температури відзначається термостійкістю корпусу і допустимою зміною параметрів, тому її величина становить від -60 град. до -70 град.
Необхідно мати на увазі те, що зміна температури транзистора в межах робочого діапазону також відображається на його робочих властивостях, що може викликати температурну нестабільність параметрів транзисторної апаратури. Тому при проектуванні та експлуатації варто враховувати вплив температури на характеристики і параметри транзисторів.