IKmax - максимальним струмом колектора;

U_KEmax - макс.ю колекторною напругою;

P_kmax> P_K = I_KU_KE - макс.ю потужністю, що розсіюється колектором.

При перевищенні цих граничних параметрів БТ може вийти з ладу, надійність роботи транз.ної схеми різко зменшується.

8. Диференціальні параметри бт. Відповідність між малими амплітудами струмів і напруги чотириполюсника. Визначення h параметрів за вхідними та вихідними х-ками бт.

Властивості транз.а в АР оцінюються за допомо­гою диференціальних, або малосигнальних, параметрів. Розглянемо гібридні диференціальні параметри транз.а (h-параметри), оскільки саме вони найчастіше використовуються на практиці. У діапазоні низьких частот h-параметри установ­люють відповідність між малими амплітудами (приростами) струмів і напруг чотириполюсника (рис. 3.11). Ця відповід­ність описується такою системою рівнянь:

U_mвх = h₁₁I_mвх + h₁₂U_mвих

I_mвих = h₂₁I_mвх + h₂₂U_mвих

де h₁₁ =U_mвх/I_mвх U_mвх=0 - вхідний опір БТ, Ом; h₁₂ =U_mвх/U_mвих I_mвх=0 - коеф. зворотного зв’язку БТ за напругою; h₂₁ =I_mвих/I_mвх U_mвих =0 - коеф. передачі струму БТ; h₂₂ =I_mвих/U_mвих I_mвх =0 - вихідна провідність БТ, Ом^-1.

За рівнянням на рисунку зображена формальна еквівалентна схема БТ у системі h - параметрів.

Зв’язок приростів вхідних і вихідних параметрів БТ можна найти з системи рівнянь виду

U_вх = h₁₁  I_вх + h₁₂  U_вих

 I_вих = h₂₁  I_вх + h₂₂  U_вих

З цих рівнянь можна знайти h- параметри, фіксуючи той чи інший аргумент (I_вх=0 тобто I_вх=const або U_вих=0 тобто U_вих=const).

Конкретні значення h-параметрів залежать від схеми включення транз.а, тобто від того, які струми і напруги є вхідними і вихідними. На відношення параметра до відповідної схеми вмикання БТ вказують індекси: “Б” – ССБ, “Е” – ССЕ, “К” – ССК. В довідниках звичайно приводять h- параметри, виміряні в CCБ для середньої смуги частот.

Для прикладу знайдемо h-параметри у схемі зі спіль­ним емітером, використовуючи статичні х-ки цієї схеми. Параметри h_11E та h_12E визначають за вхідними х-ками (рис.):

h_11E =U_БЕ/I_Б U_КЕ=const; h_11E =(U_БЕ –U_БЕ0 )/ (I_Б –I_Б0)U_КЕ= U_КЕ0

h_12E =U_БЕ/U_КЕ I_Б=const; h_12E =(U_БЕ0–U _БЕ )/ (U_KЕ0–U _KЕ )I_Б= I_Б0

Параметри та визначають за вихідними х-ками (рис. 2):

h_21E =I_K/I_Б U_КЕ=const; h_21E =-(I_K –I_K0 )/ (I_Б –I_Б0)U_КЕ= U_КЕ0

h_22E =I_K/U_КЕ I_Б=const; h_22E =(I_K–I_K)/(U  _KЕ–U  _KЕ0 )I_Б= I_Б0

Для правильного визначення h-параметрів необхідно, щоб величини U_КЕ0

(-5 В) та I_Б0 і для вхідних, і для вихідних характеристик брались однаковими.

Знак “-” у формулі для визначення береться тому, що напрям струму

у транз.і протилежний напряму струму у чотириполюснику.

8. Фізичні параметри та еквівалентні схеми бт при різних підключеннях (зі спільною базою, спільним емітером). Залежність фізичних параметрів від емітерного струму, колекторної напруги, температури.

Застосування h-параметрів іноді супроводжується значними труднощами, оскільки кожній схемі Ввімкн. БТ відповідають свої h-параметри. Значно простіше при аналізі транз.них схем використовувати фізичні еквівалентні схеми транз.ів, які містять у собі фізичні (реальні) параметри БТ.

На рисунку показано Т-подібну фізичну еквівалентну схему транз.а зі спільною базою (для низьких частот). На схемі рисунка

r_E =dU_ЕБ/dI_Б U_КБ=const – Диференц. опір ЕП; r_К =dU_КБ/dI_К I_E=const – Диференц. опір КП; r_Б - опір бази; =dI_K/dI_Б U_КБ=const  Диференц. коеф. передачі емітерного струму.

Опір r_Б дорівнює сумі розподіленого опору бази та дифузійного опору: r_Б = r_Б +r_Б

Розподілений опір бази r_Б відображає опір активної області бази, який значно більший, ніж опори ЕП та емітерної області. Значення цього опору зростає зі зменшенням ширини бази, тому що зменшується ймовірність рекомбінації в базі, і, отже, основна частина струму бази I_Брек також зменшується. Частина вхідної напруги, прикладена до ЕП, спадає на опорі r_Б, і це знижує ефективність керування струмом у транз.і.

Дифузійний опір бази r_Б відображає вплив колекторної напруги на ширину бази внаслідок зміни товщини КП. Нехай, наприклад, напруга на колекторі збільшилася. Це приводить до зменшення ширини бази. Оскільки напруга U_ЕБ не змінилася, то струм емітера має залишитися постійним. Проте він збільшується внаслідок зростання градієнта концентрації дірок у базі. Для збереження I_E=const потрібно зменшити концентрацію дірок р_БЕ біля ЕП, тобто зменшити напругу на ЕП. Щоб напруга на ЕП зменшилася при незмінній напрузі U_ЕБ, опір бази має зрости на деяку величину r_Б (див. рис.).

Для ССЕ Т-подібна еквівалентна схема БТ має вигляд, показаний на рисунку. Ця схема також досить точно описує властивості приладу в діапазоні низьких частот. Значення параметрів Т-подібних фізичних еквівалент­них схем залежить від обраного режиму транз.а і не залежить від схеми його Ввімкн..

Безпосереднє вимірювання фізичних параметрів БТ неможливе, бо точка з’єднання опорів r_Б, r_Е і r_К знаходиться всередині кристала НП . Тому ці параметри розраховуються за допомогою формул, які зв’язують фізичні параметри з h-параметрами БТ (таблиця 3.5).Зв’язок між параметрами еквівалентних схем фізичною і формальною такий

= - h_21Б= h_21Е /(1+h_21Е),

r_E= h_11Б - h_12Б (1+h_21Б)/ h_22Б= h_12E/ h_22E

r_К= = 1/ h_22Б = (1+h_21Е)/ h_22Е

r_Б = r_Б +r_Б = - h_21Б/ h_22Б = h_11Е - h_12Е (1+h_21Е)/ h_22Е

Фізичні параметри БТ залежать від режиму роботи і температури.

Залежність фізичних параметрів БТ від емітерного струму показана на рисунку 1.

Опори r_E та r_K обернено пропорційні до I_E. При збільшенні I_E опір активної області бази r_Б зменшується, і сумарний опір бази визначається здебільшого пасивними областями. Щоб зміна  при зміні струму I_E була помітніша, на графіку подається величина 1/(1-).

Залежність фізичних параметрів від напруги U_КБ показана на рисунку 2. Опір ЕП r_E практично не залежить від напруги U_КБ в той час як опір КП r_K істотно залежить від цієї напруги. З її збільшенням r_K спочатку зростає пропорційно (товщина КП пропорційна ), а потім зменшується внаслідок ударної іонізації і множення носіїв у запірному шарі, а також за рахунок процесів поверхневого витоку. Залежність опору r_Б від напруги U_КБ зумовлюється модуляцією активної ширини бази: при збільшенні U_КБ зменшується ширина бази, зменшується ймовірність рекомбінації неосновних носіїв і зменшується базовий струм, тобто дещо зростає базовий опір r_Б.

Залежність фізичних параметрів БТ від температури показана на рисунку.

Опір БТ r_E лінійно залежить від температури. Коеф. передачі струму  збільшується під час нагрівання, оскільки час життя носіїв зростає при збільшенні температури (і тому зростає дифузійна довжина дірок у базі L_pБ і збільшується коеф. перенесення).

Опір r_K спочатку при підвищенні температури зростає? що забезпечується збільшенням , а потім дещо зменшується внаслідок поверхневого витоку та ударної іонізації. Опір бази r_Б спочатку зростає, оскільки зростає середній час життя носіїв, і, отже, зменшується струм I_Б. Згодом, при кімнатній температурі за рахунок процесів термогенерації у слабколегованій базі збільшується концентрація основних носіїв, і опір бази стає меншим.