Реальные статические характеристи­ки.

На рис.4.14 приведены реальные статические характеристики транзистора, включенного с ОЭ.

Их можно экспериментально снять с помощью схемы, показанной на рис.1.2. Относительно входных характеристик можно сделать сле­дующие замечания. В реальных транзисторах при постоянном напряже­нии изменение тока базы, вызванное изменением коллекторного напряжения, происходит по двум причинам. Во-первых, увеличение обратного напряжения на коллекторе приводит к дополнительному увеличению прямого напряжения на эмиттерном переходе. За счет это­го ток базы возрастает. Во-вторых, с увеличением обратного напря­жения уменьшается ширина базы и, как следствие этого, умень­шается ток базы. Преобладающим является влияние второго фактора, и поэтому с ростом кривые входного семейства сдвигаются вправо и вниз.

Из сравнения рис.4.13 и 4.14 видно резкое отличие реальных выходных характеристик от идеальных. А именно: реальные характе­ристики в активном режиме имеют значительный наклон, т.е. проявля­ется существенное влияние коллекторного напряжения на ток . Причем это влияние гораздо более сильное, чем в схеме с ОБ. Физи­ческая сторона этого заключается в следующем. С увеличением отри­цательного напряжения ширина базы уменьшается, что приводит к росту тока коллектора и уменьшению тока базы. Но поскольку ток базы должен оставаться постоянным, необходимо для этого увели­чить напряжение на эмиттерном переходе величины, при которой ток базы примет прежнее зна­чение. Но с увеличением напряжения возрастает ток , что и ве­дет к дополнительному росту тока кол­лектора. Наклон характеристик оказы­вается достаточно большим.

Учет влияния эффекта модуляции ширины базы в схеме с ОЭ для активно­го режима работы транзистора может быть сделан на основе выражения (4.23). Из него легко получается

(4.29)

где

(4.30)

дифференциальное сопротивление коллекторного перехода в схеме с 0Э. Это сопротивление, как видно из (4.30), значительно меньше дифференциального сопротивления коллекторного перехода в схеме с ОБ.

Кроме того, кривые выходного семейства значительно сгущаются при больших токах базы. Это связано с тем, что с ростом тока коэффициент передачи начинает несколько уменьшаться (рис.4.12) Последнее вызывает резкое уменьшение коэффициента передачи базо­вого тока (рис.4.16).

Д альнейшее, увеличение обратного напряжения на коллекторе так же, как и в схеме с ОБ, приводит к резкому увеличению тока , т.е. к пробою. Рассмотрим работу транзистора в схеме с ОЭ при отключен­ной базе (рис.4.17). В первый момент после подключения обратного напряжения ток в цепи равен обратному току отдельно взя­того коллекторного перехода . Он образован током дырок из базы в коллектор и током электронов из коллектора в базу, Уход из базы дырок и приток в нее электронов приводят к образованию отри­цательного заряда в базе. Вследствие этого потенциальный барьер эмиттерного перехода снижается и из эмиттера в базу входят дырки. Большая их часть прохо­дит через базу к коллектору, а дру­гая, меньшая, составляющая часть тока эмиттера, участвует в компенсации отрицательного заряда в базе. Из условия электронейт­ральности вытекает, что ток, обра­зующий заряд, должен быть равен току, его компенсирующему, т.е.

.

Поскольку постоянный ток в после­довательной цепи всюду одинаков, то

. (4.31)

Отсюда видно, что небольшое уве­личение тока , например за счет лавинного умножения, приво­дит к значительному увеличению тока , а следовательно, к увеличению тока . Вследст­вие этого напряжение пробоя транзистора в схе­ме с ОЭ оказывается меньше, чем .

Напряжение можно оценить, если в 14.31) учесть лавин­ное размножение носителей в коллекторном переходе и записать

. (4.32)

Тогда из условия пробоя следует, что учетом выражения , получаем

(напомним, что ) Экспериментальные измерения показывают, что для транзисторов .

В схеме с ОЭ в цепь базы в большинстве случаев включается резистор с сопротивлением . При работе транзистора в режиме отсечки в предпробойном состояния через него протекает ток , который создает на этом сопротивлении падение напряжения . За счёт этого эмиттерный переход получает допол­нительное прямое смещение и коллекторный ток возрастает. Напряжение пробоя становится меньше, чем . Его обозначают симво­лом . На рис.4.18 показан характер зависимости от напряжения в цепи базы.

В схеме с ОЭ наблюдает­ся еще специфический пробой, вызванный так называемым эффектом смыкания переходов: при достаточно большом об­ратном напряжении кол­лекторный переход, расширя­ясь, занимает всю базовую область. Ширина базы делает­ся равной нулю, а коэффициент перехода . Так же коэффициент передачи резко возрастает, а практически имеет место пробой транзистора.