9.4. Статические параметры транзисторов

Статические параметры транзисторов можно разделить на параметры малых сигналов и физические (собственные). Четырехполюсник, в качестве которого можно рассматривать и транзистор (рис. 9.3), как правило, описывается системой уравнений. Наиболее употребительными для транзисторов являются следующие:

,

(9.18)

.

Коэффициенты h₁₁, h₁₂, h₂₁, h₂₂ отражают свойства транзистора и являются его параметрами, получившими название h-параметров. Физический смысл h-параметров может быть определен по правилам электротехники для четырехполюсника при проведении по переменному току опытов холостого хода (I₂ = 0), обратного холостого хода (I₁ = 0), короткого замыкания на выходе (U₂ = 0) и короткого замыкания на входе (U₁ = 0). Из уравнений (9.18) можно определить физический смысл h-параметров:

1) h₁₁ = U₁/I₁ при U₂ = 0, это входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе;

2) h₁₂ = U₁/U₂ при I₁ = 0, это коэффициент обратной связи по напряжению при холостом входе на входе;

3) h₂₁ = I₂/I₁ при U₂ = 0, это коэффициент усиления (передачи) по току при коротком замыкании на выходе;

4) h₂₂ = I₂/U₂ при I₁ = 0, это выходная проводимость при холостом ходе на входе.

Основное преимущество h-параметров заключается в легкости их непосредственного измерения. Существуют специальные таблицы формул, связывающие h-параметры различных схем включения транзистора между собой, а также с физическими параметрами и другими системами параметров.

9.5. Режимы работы транзистора

В зависимости от выполняемых в схеме функций транзисторы могут работать в трех режимах: активном, отсечки и насыщения. Соответственно анализ статических выходных характеристик позволяет выделить три области характерных состояний транзистора: активная область, область отсечки и область насыщения. На рис. 9.5,б показаны границы всех областей работы транзистора в схеме с общим эмиттером.

Активная область (1) – область, в которой транзистор обеспечивает линейное усиление по мощности.

Область отсечки (2) – область, в которой оба перехода закрыты, т.е. оба перехода включены в обратном направлении. Например, для схемы ОЭ (рис. 9.2) основным признаком работы в этой области является дополнительное условие I_б ≤ 0.

Область насыщения (3) – область, в которой оба перехода включены в прямом направлении, при этом начинается встречная инжекция носителей обоих знаков через оба перехода, и база сильно насыщается неосновными для нее носителями (отсюда происходит название области). В этом режиме в коллекторной цепи протекает ток насыщения . В режиме насыщения почти все напряжение батареи Е_к приложено к нагрузке, а остаточное напряжение на коллекторе мало (0,1 – 1 В).

Кроме трех основных областей, иногда рассматривается область умножения (рис. 9.5,б, область 4) и инверсная область.

В области умножения (4) используется режим лавинного умножения неосновных носителей в коллекторном переходе. Выбором напряжения питания Е_к и сопротивления нагрузки R_н можно получить режим переключения при переходе из области отсечки в область умножения и обратно.

В инверсной области эмиттерный переход закрыт, а коллекторный – открыт, т.е. транзистор включен инверсно: коллектор работает в роли эмиттера и наоборот.