5. Статические вах биполярного транзистора.

Наиболее полно свойства биполярного транзистора описываются с помощью вольт-амперных (ВАХ) характеристик. При этом различают входные и выходные ВАХ транзистора.

Каждой схеме включения транзистора соответствуют свои вольт-амперные характеристики, представляющие собой функциональную зависимость токов через транзистор от приложенных напряжений.

Транзистор как четырехполюсник характеризуется входной и выходной статическими ВАХ, показывающими соответственно зависимость входного тока от входного напряжения и выходного тока от выходного напряжения

Схема с общим эмиттером

Входные и выходные характеристики представлены соответственно на рис.

При изображении выходной характеристики необходимо помнить, что коллекторный переход работает в режиме диода, включенного в обратном направлении. Поэтому выходная характеристика – это обратная ветвь вольтамперной характеристики диода, перенесенная в первый квадрант.

Выходных характеристик целое семейство, т.к. они изображаются для разных значений токов базы. При Iб=0 через транзистор протекает тепловой ток Iк0 обратно смещенного коллекторного перехода.

Коэффициент усиления входного тока базы схемы с общим эмиттером h21Э=Iк/Iб. Схема обеспечивает также усиление по напряжению и по мощности.

( Возможно, маловероятно, спросит про ключевой режим, тк схема применяется как усилительная см билет 22)

Схема включения транзистора с общим коллектором

Схему с общим коллектором называют также эмиттерный повторитель, потому что нагрузка включена в здесь в цепь эмиттера и напряжение на эмиттере Uэ повторяет напряжение Uб.

Действительно,

Uэ=Uб-Uбэ, Uбэ=0,6»0, поэтому Uэ»Uб.

Соотношения для токов:

Iэ=Uэ/Rэ; Iк=Iб×h21Э; Iэ=Iб+Iк=Iб(1+h21Э).

Таким образом, у схемы имеется усиление по току в (1+h21Э) раз. Ток базы для обеспечения требуемого тока эмиттера может быть найден из последнего уравнения

Iб=Iэ/(1+h21Э),

Т.е. для получения заданного Iэ требуется в (1+h21Э) раз меньший ток базы Iб. Схема применяется как усилитель тока при работе на низкоомную нагрузку. У нее отсутствует усиление по напряжению (это повторитель напряжения), но существует усиление по току и мощности.

Схема с общей базой

Соотношения для токов:

Iк=aIэ.

Т.к. a близко 1, то Iк »Iэ. Из последнего равенства следует, что это повторитель тока. Схема обладает усилением по напряжению и по мощности. Схема применяется сравнительно редко.

6. Частотные и импульсные свойства биполярных транзисторов. Характеризующие параметры биполярных транзисторов.

Частотные свойства транзисторов определяют диапазон частот синусоидального сигнала, в пределах которого прибор может выполнять характерную для него функцию преобразования сигнала. Принято частотные свойства приборов характеризовать зависимостью величин его параметров от частоты.

С повышением частоты коэффициент передачи тока эмиттера уменьшается по модулю и становится комплексной величиной. Как следствие, происходит сдвиг по фазе между переменными составляющими тока коллектора и тока эмиттера. Частотные свойства транзисторов принято характеризовать рядом параметров.

Предельной частотой коэффициента передачи тока f_h21 называют такую частоту, на которой модуль коэффициента передачи тока уменьшается в 0,2. При включении транзистора по схеме ОБ эту частоту обозначают f_h21Б или иногда f_a. В зависимости от значения этой частоты различают низкочастотные (f_h21Б £ 3 МГц), среднечастотные (3 МГц < f_h21Б < 30 МГц), высокочастотные (30 МГц < f_h21Б < 300 МГц) и СВЧ (f_h2l6 > 300 МГц)-транзисторы.

В схеме ОЭ предельную частоту передачи тока базы обозначают символом f_h21Э или f_b. Следует заметить, что частотные свойства транзистора в схеме ОЭ хуже, чем в схеме ОБ, так как частота f_h21Э  ниже частоты f_h21Б

При работе транзистора в импульсных схемах различают режимы малого и большого сигнала. В импульсном режиме малого сигнала тран­зистор работает в линейной области характеристик, т.е. в активном режиме. При большом сиг­нале транзисторы работают в режиме переключения (в режиме ключа), поскольку их назначение заключается в замыкании и размыкании цепи нагрузки при поступлении во входную цепь управляющих сиг­налов. В ключевом режиме всегда имеется переход из области отсеч­ки в область насыщения.