8. Статичні х-ки бт. Бт як чотириполюсник. Y, z, та h системи опису характеристик транз.Ів.

Статичним режимом Нп приладу називають режим, у якому всі параметри (напруга, струми електродів) постійні. Статичні х-ки виражають залежність між струмом електрода і постійними напругами на електродах приладу.

Пристрій, який має два вхідні і два вихідні контакти і володіє властивістю підсилювати потужність електричних сигналів, що підводяться до нього, отримав назву активного чотириполюсника.

Транз. можна представити чотириполюсником і виділити в ньому вхідне і вихідне коло.

При аналізі БТ у статичному режимі важливо встановити зв’язок між його струмами і напругами. З цією метою БТ можна подати як чотириполюсник, на вході якого діють комплексні вхідні напруга U_вх і струм I_вх, а на виході – комплексні U_вих і I_вих (рис.). Якщо чотириполюсник у загальному випадку нелінійний, тобто вхідні напруги і струм змінюються в широких межах, то функціональна залежність U_вих, I_вих від U_вх, I_вх описується в формі статичних характеристик.

Параметри чотириполюсника, які описують зв’язок між вхідними та вихідними величинами чотириполюсника в статичному режимі при малих змінах U_вх та I_вх змінюються лінійно і тому чотириполюсник у цьому режимі також вважається лінійним, а його параметри називаються малосигнальними.

Транз. формально можна розглядати як активний лінійний чотириполюсник.

Існує декілька систем параметрів чотириполюсника, що пов'язують між собою значення малих напруг та струмів на вході U_вх, I_вх та виході U_{вих ,} I_вих. Найчастіше використовується так звана система h-параметрів.

U_вх = h₁₁I_вх + h₁₂U_вих

I_вих = h₂₁I_вх + h₂₂U_вих

Для визначення параметра h₁₁ необхідно виміряти змінну напругу і струм на вході транз.а при змінній напрузі на його виході U_вих = 0. Цю умову легко виконати, замкнувши вихід конденсатором достатньо великої ємності. Для визначення h₁₂ необхідно подати змінний сигнал U_вих на вихідні клеми чотириполюсника і виміряти напругу U_вх на його вході вольтметром з достатньо високим внутрішнім опором, так щоб можна було вважати, що I_вх=0. Параметр h₁₂ таким чином є коеф.ом зворотного зв'язку по напрузі. Нарешті h₂₁=I_вих /I_вх при U_вих =0, а h₂₂ = I_вих /U_вх при I_вх = 0.

• Таким чином х-ки і параметри БТ як чотириполюсника залежать від того, які напруги і струми беруться за аргументи, а які – за значення функцій.

8. Статичні х-ки бт зі спільною базою. Вхідні і вихідні х-ки. Х-ки прямої передачі та зворотного зв’язку.

Теоретично статичні х-ки БТ у ССБ можуть бути одержані за допомогою рівнянь Еберса – Молла. Але в цих рівняннях не враховуються опір бази і модуляція її товщини залежно від зміни напруги U_КБ. Тому на практиці застосовують експериментально зняті статичні х-ки. Схему для зняття характеристик БТ зі спільною базою зображено на рисунку 1.

Слід зауважити, що при одержанні характеристик для n-p-n - транз.а потрібно змінити полярність напруги U_ЕБ і U_КБ.

Вхідні х-ки

Це залежності I_Е = f(U_ЕБ)U_КБ = const.

Графіки сім’ї характеристик показано на рисунку 2. При U_КБ = 0 (колектор замкнено з базою) вхідна х-ка відтворює пряму гілку ВАХ ЕП: = ( 1).

При негативній напрузі на колекторі х-ка зміщується вгору, в бік більших струмів емітера.

Причина цього зміщення:при збільшенні негативної U_КБ зменшується активна ширина бази , зростає градієнт концентрації дірок у базі (рис.), і тому при незмінній напрузі U_ЕБ збільшується I_Е;

 при збільшенні запірної напруги U_КБ на КП зростає зворотний струм колектора I_КБ0, який, протікаючи через розподілений опір бази r_Б, створює на ньому спад напруги зворотного зв’язку U_ЗЗ (рис.). Ця напруга, узгоджена з напругою U_ЕБ за напрямом, сприяє більшому відкриванню ЕП і зростанню внаслідок цього струму I_E.

Під впливом перелічених причин у емітерному колі БТ при U_ЕБ і негативній напрузі на колекторі протікає невеликий струм емітера. Для того щоб його усунути, треба до емітера прикласти невелику негативну напругу.

Вихідні х-ки БТ у ССБ

Це графіки залеж­ності I_K = f(U_КБ)I_Е=const, зображені на рисунку.

Ураховуючи вплив напруги U_КБ на зворотний струм колектора, рівняння для цього струму можна записати у вигляді = ( 1).

Одержана формула описує вихідні х-ки при різних струмах емітера.

Межею між режимом відсічки (<0) і активним режимом (>0) є х-ка при 0, яка є зворотною гілкою ВАХ КП. При збільшенні негативної напруги U_КБ струм колектора швидко досягає значення I_КБ0. Подальше зростання зумовлюється зростанням струмів генерації та витоку КП. При деяких високих напругах U_КБ (для транз.а МП14 при ці напруги перевищують 15 В) у КП виникає пробій, що супроводжується значним зростанням колекторного струму. При >0 вихідні х-ки зменшуються в бік більших колекторних струмів на величину згідно з формулою.

У загальному випадку це зміщення має нееквідистантний характер, тобто однаковим приростам вхідного струму відповідають нерівні прирости вихідного струму . Це явище викликане залежністю, зображеною на рисунку, яка свідчить, що Статич. коеф. передачі струму не є сталою величиною для різних струмів емітера. Для більших колекторних та емітерних струмів пробій КП відбувається при менших напругах і може перетворитися в тепловий.

З метою унеможливлення пробою режим роботи приладу треба вибирати нижче кривої макс. допустимої потужності P_Kmax, що розсіюється колектором (пунктирна гіпербола на рисунку).

При >0 та >0 переходи транз.а вми­каються у прямому напрямі, і прилад переходить до режиму насичення. У цьому режимі різко зменшується , тому що зростає інжекційна складова колекторного струму, яка компенсує керовану, екстракційну складову.

Х-КИ ПРЯМОЇ ПЕРЕДАЧІ ТА ЗВОРОТНОГО ЗВЯЗКУ

Це залежності I_K = f(I_E)U_КБ=cons (рис.1). Вони ґрунтуються на рівняннях I_К= I_Ккер + I_Кнекер= h_21БI_E+ I_КБ0,

та = ( 1). З останнього рівняння бачимо, що при U_КБ = 0 х-ка починається з точки, яка є початком координат (I_E=0, =0), а нахил цієї х-ки визначається залежні­стю від I_E.

При U_КБ<0 х-ка починається з точки = _Б0, а зміна її нахилу зумовлюється залежністю (рис.). Характеристику прямої передачі можна одержати з сім’ї вихідних характеристик, фіксуючи .

х-ки зворотного зв'язку

Сім’я характеристик зворотного зв’язку U_ЕБ = f()I_E=cons показана на рис. 2. При збільшенні U_КБ зменшується активна ширина бази транз.а , і за рахунок зростання градієнта концентрації дірок у базі зростає струм I_E. Для підтримання його постійного значення, як того вимагають умови зняття характеристик, потрібно зростання I_E компенсувати зменшенням напруги U_ЕБ. Ця обставина зумовлює від’ємний нахил характеристик. У базі транз.а зменшення U_ЕБ приводить при збільшенні U_КБ до відновлення попереднього градієнта концентрації дірок, тобто нахилу графіка p_n=f(x) (рис. 3).