Характеристики прямої передачі

Це залежності (рис. 3.17). Вони ґрунтуються на рівняннях (3.10) або (3.35). З рівняння (3.35) бачимо, що при характеристика починається з точки, яка є початком координат (, ), а нахил цієї характеристики визначається залежні­стю від .

При характеристика починається з точки , а зміна її нахилу зумовлюється залежністю (рис. 3.7).

Рисунок 3.17 – Сім’я характеристик прямої передачі БТ зі спільною базою

Характеристику прямої передачі можна одержати з сім’ї вихідних характеристик, фіксуючи .

Характеристики зворотного зв’язку

Сім’я характеристик зворотного зв’язку

показана на рисунку 3.18.

При збільшенні зменшується активна ширина бази транзистора , і за рахунок зростання градієнта концентрації дірок у базі (див. рис. 3.14) зростає струм . Для підтримання його постійного значення, як того вимагають умови зняття характеристик, потрібно зростання компенсувати зменшенням напруги . Ця обставина зумовлює від’ємний нахил характеристик.

Рисунок 3.18 – Сім’я характеристик зворотного зв’язку БТ зі спільною базою

У базі транзистора зменшення приводить при збільшенні до відновлення попереднього градієнта концентрації дірок, тобто нахилу графіка (рис. 3.19).

Рисунок 3.19 – Розподіл концентрації дірок у базі при знятті характеристик зворотного зв’язку БТ зі спільною базою

3.2.2 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним емітером

Схему для зняття характеристик БТ у ССЕ показано на рисунку 3.20.

Рисунок 3.20 – Схема для експериментального зняття характеристик БТ зі спільним емітером

Вхідні характеристики

Це залежність (рис. 3.21).

Рисунок 3.21 – Статичні вхідні характеристики БТ зі спільним емітером

При обидва  переходи транзистора ввімкнено в прямому напрямі (рис. 3.22), і вхідна характеристика є прямою гілкою ВАХ двох паралельно ввімкнених переходів.

При КП вмикається у зворотному напрямі, і в колі бази протікає струм

. (3.36)

При   струм бази має тільки одну складову – зворотний струм КП .

Рисунок 3.22 – БТ зі спільним емітером при

При збільшенні напруги починає зростати струм , а разом з ним – рекомбінаційна складова струму бази . Струм зменшується за модулем, оскільки спрямований у колі бази назустріч . При деякій напрузі струм бази дорівнює нулю. Подальше зростання струму бази зумовлене зростанням рекомбінаційної складової , яка починає перевищувати зворотний струм колектора .

Унаслідок того, що струм невеликий, на більшості характеристик БТ зі спільним емітером у довіднику області негативних струмів бази не зображають.

Вихідні характеристики

Це залежності (рис. 3.23).

Межею між РВ та АР є характеристика, що знята при струмі бази . Це обумовлено особливостями вхідних характеристик схеми зі спільним емітером, тобто тим, що лише при позитивних напругах (у режимі відсічки). Вихідна характеристика при відповідає випадку, коли

. (3.37)

Рисунок 3.23 – Статичні вихідні характеристики БТ зі спільним емітером

При цьому зростання негативної напруги приво­дить до збільшення напруги , при якій зберігається умова (3.37), як це випливає з сім’ї вхідних характеристик (рис. 3.21). Остання обставина викликає зростання емітерного і, як наслідок, колекторного струмів.

При подальшому збільшенні струму вихідні характеристики змінюються за законом

(3.38)

Нееквідистантність зміщення характеристик у бік більших струмів колектора зумовлена характером залежності (рис. 3.24).

Характер проходження вихідної характеристики БТ при фіксованому струмі бази пояснюється наступним чином. При за рахунок того, що потенціал бази нижчий, ніж однакові потенціали емітера і колектора, ЕП і КП увімкнено в прямому напрямі, і БТ перебуває у РН.

Рисунок 3.24 – Залежність

Тепер, якщо збільшувати негативний потенціал на колекторі (), потенціальний бар’єр КП збільшується, інжек­ційна складова колекторного струму спадає, а керований струм колектора за рахунок зростаючої екстракції дірок з бази до колектора збільшується. При збільшенні напруги до настання рівності струм різко зростає за рахунок розсмоктування дірок, що нагромади­лись у базі в РН. При виконанні рівності транзистор переходить до АР, зростання колекторного струму сповільнюється, що на характеристиках рисунка 3.23 відповідає початку пологої ділянки. Важливим є те, що нахил вихідних характеристик БТ зі спільним емітером на пологій ділянці більший за нахил відповідних характерис­тик БТ зі спільною базою, тобто у ССЕ струм зростає при збільшенні колекторної напруги швидше, ніж у ССБ. Це зумовлено двома причинами.

1 Напруга , на відміну від вихідної напруги у ССБ, розподіляється між ЕП та КП, а не прикладена лише до КП. Тому при збільшенні дещо зростає й напруга , що приводить до збільшення емітерного , а отже, і колекторного струмів.

2 Зростання негативної напруги приводить до збільшення товщини КП і зменшення активної ширини бази . Це приводить до зменшення рекомбінаційного струму бази, бо зменшується ймовірність рекомбінації дірок з електронами. Однак при одержанні вихідних характеристик БТ зі спільним емітером потрібно підтримувати струм бази саме постійним. Тому зменшення струму бази можна компенсувати збільшенням струму емітера (за рахунок збільшення напруги ). А ця обставина викликає додаткове зростання колекторного струму .