2. Статичнi характеристики бiполярних транзисторiв

Статичнi характеристики описують взаємозв'язок мiж вхiдними i вихiдними струмами i напругами транзисторiв, якщо в колi колектора вiдсутнї навантаження. Цi характеристики використовують при практичних розрахунках схем на транзисторах. Можна скласти ряд сiмейств таких характеристик, але самими поширеними являються вхiднi I_вх = f(U_вх) при U_вих = const i вихiднi I_вих = f(U_вих) при I_вх = const.

Використовують також характеристики зворотного зв'язку по напрузi U_вх = f(U_вих) при I_вх = const i передачi струму I_вих = f(I_вх) при U_вих = const. Двi останнi характеристики застосовують рiдше вхiдних i вихiдних, причому вони можуть бути одержанi з вхiдних i вихiдних характеристик.

Ранiше було показано, що в транзисторi струми, якi течуть у виводах електродiв, взаємно зв'язанi i тому статичнi характеристики для кожної з трьох схем включення транзистора виявляються рiзними. При цьому для негативних напруг характеристики зображаються також в першому квадрантi.

2.1. Вхiднi та вихiднi статичнi характеристики бiполярного транзистора для схеми зі спiльною базою

Схема для дослiдження характеристик транзистора зображена на рис.

Сiмейство вхiдних статичних характеристик являє собою залежнiсть I_е = f(U_еб) при U_кб = const По своєму вигляду цi характеристики нагадують прямi гiлки вольт – амперних характеристик напiвпровiдникових дiодiв. При невеликих напругах струм змiнюється по експоненцiальному закону, а з зростанням напруги характер залежностей стає прямолiнiйним. При U_кб = 0 характеристики спiвпадають з характеристикою р-n-перехода, який включається в прямому напрямку.

П ри збiльшеннi абсолютного значення напруги на колекторi ( |U_кб| > 0) кривi незначно змiщуються влiво i вгору, i розмiщуються достатньо близько одна до однiєї, тому що вплив U_кб на струм I_е незначний. Вiн проявляється лише в тому, що при пiдвищеннi |U_кб| збiльшується змiщення колекторного переходу, тобто зменшується товщина бази (на рис. вiдстань мiж кривими для рiзних значень U_кб показана значно бiльшою, нiж реальна).

Зменшення товщини бази визиває збiльшення градiєнта концентрацiї неосновних носiїв зарядiв бази (дiрок, iнжектованих з емiтера), тому швидкiсть проходження дiрками бази збiльшується, отже, зростає i струм емiтера.

Вхiдний опiр транзистора в схемi з СБ r_вх=dU_еб /dІ_е (при U_кб = const) дуже малий i складає одиницi–десятки Ом, тому що незначна змiна напруги емiтера значно впливає на висоту потенцiального бар'єру емiтерного перехода, включеного в прямому напрямку, i, отже, на струм емiтера.

С iмейство вихiдних статичних характеристик являє собою залежностi I_к = f(U_кб) при I_е = const i показано на рис.

При збiльшеннi струму емiтера струм колектора збiльшується при заданiй напрузi на колекторi. При I_е = 0 через колектор тече зворотний струм колекторного переходу I_кбо, який практично не залежить вiд напруги на колекторi. При напрузi на колекторi, рiвнiй нулю (U_кб = 0), I_к  0, тому що струм емiтера в цьому випадку не дорiвнює нулю. При прямiй напрузi на колекторному переходi U_кб > 0 (розглядається транзистор p-n-p – типу) струм колектора при змiнi напруги рiзко змiнюється – транзистор працює в режимi насичення.

Вихiдний опiр в схемi з СБ r_вих=dU_кб /dІ_к (при I_е = сonst) дуже великий i складає сотнi кiлоом, тому що змiна напруги на колекторi майже не впливає на струм колектора, значення якого визначається струмом емiтера i зворотним струмом колекторного переходу I_кбо, на який струм колектора не впливає.