2.3 Статические вольтамперные характеристики транзистора.

Вольт-амперные характеристики представляют собой графики зависимости токов от напряжений, действующих в цепях транзистора. Различают входные и выходные характеристики транзисторов. Входные характеристики показывают зависимость входного тока от входного напряжения при неизменном напряжении на коллекторе. Выходные характеристики характеризуют зависимость выходного тока от напряжения на коллекторе при неизменной величине входного тока или напряжения. В соответствии с тремя схемами включения транзистора различают характеристик для схемы с общей базой, с общим эмиттером и общим коллектором. Следует отметить, что на практике для схемы с общим коллектором применяют характеристики, снятые для схемы с общим эмиттером, поскольку в этих схемах входным током является ток базы, а ток эмиттера по величине мало отличается от коллекторного тока.

2.3.1 Вах для схемы с общей базой

Входная характеристика определяется зависимостью тока эмиттера от напряжения между эмиттером и базой при постоянном напряжении между коллектором и базой (рис.2.4,а): Вольт-амперная характеристика при U_КБ = 0 аналогична характеристике полупроводникового диода при прямом его включении. Эмиттерный ток экспоненциально возрастает с увеличением напряжения между эмиттером и базой. В области больших прямых токов входные характеристики близки к линейным. Характеристики, снятые при разных значениях U_КБ, смещены незначительно друг от друга. Влияние коллекторного напряжения на смещение характеристик объясняется слабым воздействием поля коллекторного перехода на область эмиттерного перехода.

Рис. 2.4 ВАХ полупроводникового триода с общей базой

Увеличение коллекторного напряжения и повышение температуры смещает характеристики в направлении оси тока. Входная характеристика при U_БЭ < 0 представляет собой характеристику p-n-перехода, включенного в обратном направлении.

Выходные (коллекторные) характеристики схем с общей базой показывают зависимость коллекторного тока от напряжения между коллектором и базой при неименном токе эмиттера: I_К = f(U_КБ) при I_Э = const. Семейства выходных характеристик представлены на рис.2.4,б.

При токе I_Э = 0 и обратном напряжении на коллекторе через коллекторный переход проходит I_КБО - обратный ток, величина которого слабо зависит от коллекторного напряжения. Насыщение коллекторного тока происходит при малых значениях U_КБ. Обратный ток обусловлен движением неосновных носителей зарядов коллекторной и базовой областей. С ростом эмиттерного тока растет и коллекторный ток. При увеличении напряжения U_КБ коллекторный ток практически не изменяется. Слабая зависимость коллекторного тока от U_КБ объясняется тем, что количество инжектируемых эмиттером носителей заряда, создающих коллекторный ток, мало зависит от напряжения между коллектором и базой. Выходные характеристики имеют незначительный наклон. Малый наклон характеристик коллекторного тока указывает на большое (десятки килоОм - единицы мегаОм) сопротивление коллекторного перехода. При увеличении температуры выходные характеристики смещаются в направлении больших коллекторных токов, так как при этом увеличивается I_КБО, обусловленный неосновными носителями зарядов. Схема с общей базой обладает хорошей линейностью выходных характеристик, что способствует уменьшению нелинейных искажений при работе усилителя, собранного по схеме с общей базой.