0. Статичні характеристики транзистора та визначення за ними h - параметрів

Статичні характеристики транзистора відображають співвідношення між струмами і напругами його виводів в статичному і квазістатичному (коли напруга мало змінюється) режимах.

У біполярного транзистора за незалежну змінну приймають струм, як параметр, який легко піддається регулюванню і вимірюванню.

Вольт-амперні характеристики містять інформацію про властивості транзистора у всіх режимах роботи при великих і малих сигналах, в тому числі і про зв’язки між параметрами. За вольт-амперними характеристиками можна визначити ряд параметрів, які не наводяться в довідниковій літературі, а також розрахувати кола зміщення, стабілізації режиму, оцінити роботу транзистора в широкому діапазоні імпульсних та постійних струмів, потужностей та напруг.

Найбільше розповсюдження отримали вхідні та вихідні статичні вольт-амперні характеристики для двох основних схем ввімкнення – з спільною базою та спільним емітером. Вхідні характеристики встановлюють залежність вхідного струму (струм бази або емітера) від напруги між базою і емітером при визначеній напрузі на колекторі. Вхідні характеристики транзистора (рис. 2.3.7) аналогічні характеристикам діода в прямому напрямі з експоненціальним зростанням струму при збільшенні напруги. При U_К > 0 вхідні характеристики мало залежать від напруги на колекторі. Для схеми з спільною базою вхідна характеристика являє собою залежність струму емітера від напруги між емітером і базою при постійній величині напруги між колектором і базою

(2.3.16)

І_Е І_Б

U_КБ>0 U_КЕ>0

U_КБ=0 U_КЕ=0

U_ЕБ U_БЕ

а б

Рис. 2.3.7. Вхідні характеристики транзистора при ввімкненні: а) з СБ; б) з СЕ

Вихідні характеристики встановлюють залежність струму колектора від напруги на ньому при визначеному струмі бази або емітера (рис. 2.3.8) (в залежності від способу ввімкнення транзистора). Для схеми з спільною базою вони відображають

( 2.3.17)

Статичні характеристики транзистора будують за точками або отримують за допомогою спеціальних характеририографів, які дозволяють уникнути сильного нагріву транзисторів. На даний час існує можливість досліджувати транзистора за допомогою комп’ютерів.

Визначення h – параметрів транзисторів відбувається за допомогою побудови характеристичних трикутників.

І_К І_Б

І_Е = І_Е4

І_Е = І_Е3

І_Е = І_Е2

І_Е = І_Е1

І_Е = 0

U_КБ U_КЕ

а б

Рис. 2.3.8. Вихідні характеристики транзистора при ввімкненні: а) зі СБ; б) з СЕ

Р озглянемо на прикладі транзистора, ввімкненого за схемою зі спільною базою. На вхідних характеристиках (рис. 2.3.9, а) будують характеристичний трикутник аbс, із якого знаходимо

при U_КБ =0

де ∆U_ЕБ = bс ≈ 0,06 В; ∆І_Е = аb ≈15 м А.

О тже,

Із цього ж трикутника визначаємо

при ∆І_Е = 0

де ∆U_ЕБ = bс ≈ 0,06 В; ∆U_КБ =5 – 0 = 5 В.

О тже,

І_Е, мА U_КБ=5 В 0 В

І_К, мА

40

b c 30 е ^{30 мА}

30

∆І_{К 20 мА} n

20 20 ∆І′_К

a f k

10 10

∆U_ЕБ ∆U_КБ

0 0

0,1 0,2 0,3 0,4 U_ЕБ, В 5 10 15 20 25 U_КБ, В

а б

Рис. 2.3.9. Визначення h_Б – параметрів транзистора за вхідними (а)

та вихідними (б)характеристиками

Параметри h_21Б і h_22Б визначають за вихідними характеристиками (рис. 2.3.9, б). Побудувавши характеристичний трикутник fnk, знайдемо

при U_КБ =0;

∆І_К = ef ≈29 – 19,5 = 9,5 мА ; ∆І_Е = 30-20 = 10 мА;

при ∆І_Е =0;

∆І ^’_К = nk = 1 мА ; ∆U_КБ ≈ fk ≈12,5 В;