19. Выходные характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером. Их зависимость от тока базы и температуры.

Выходными характеристиками транзистора в схеме включения с общим эмиттером (рис.5) называются зависимости тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при постоянном значении тока базы. Формально выходные характеристики записываются в виде функционального уравненияОтличия вых. Хар-ик ОЭ от ОБ. Напряжение на коллекторном переходе становиться равным нулю при напряжении. Поддерживается постоянным ток базы Iб = (1−α )Iэ − Iко . Ток Iко неизменяется при увеличении напряжения на коллекторе, а коэффициент α при этом увеличивается. Следовательно, для поддержания токапостоянным значением необходимо несколько увеличить ток Iэ .

Таким образом, выходная характеристика в схеме с ОБ снимается при постоянном токе Iэ , а в схеме с ОЭ – при постепенно возрастающем токе Iэ.

Как и в схеме с ОБ, на семействе выходных характеристик транзистора в схеме с ОЭ различают четыре области, соответствующие различным режимам работы транзистора:

I – режим активного усиления (эмиттерный переход прямосмещенный, а коллекторный переход обратносмещенный) ; II – режим насыщения (оба перехода открыты); III – режим отсечки (оба перехода закрыты); IV – нерабочая область.

Первая выходная характеристика снимается при отрицательном токе базы (имеет место обрыв цепи эмиттера) и ток базы равен неуправляемому току коллекторного перехода (зав-сть 1 рис.5). В этом случае выходная характеристика аналогична обратной ветви ВАХ электронно-дырочного перехода и величина тока коллектора соответствует зависимости и при значении≅ (0,1÷ 0,2)В второе слагаемое в скобках имеет очень малое значение, ток коллектора равен Iко и слабо изменяется в большом диапазоне изменения напряжения на коллекторе.

Вторая выходная характеристика транзистора (зав-сть 2 рис.5) соответствует току базы (обрыв цепи базы). В этом случае в цепи коллектор-эмиттер протекает сквозной ток транзистора I*ко , превышающий в (β+1) раз неуправляемый ток коллекторного перехода. Данная характеристика также начинается из начала координат и увеличивается по мере возрастания обратного тока перехода коллектор-база. При изменении напряжения на коллекторе изменяется коэффициент передачи по току транзистора в схеме включения с общим эмиттером из-за эффекта модуляции толщины базы. Увеличение тока базыприводит к росту тока коллектора в соответствии с выражением Iк =βIб +I*ко, и выходная характеристика идет выше и смещена вправо относительно начала координат.

Зав-сть 3 рис.5 снята при = 30мкА.

т.А Если ток базы > 0 , а Uкэ = 0 , то это равносильно короткому замыканию коллектора с эмиттером. КП и ЭП инжектируют дырки в Б. Iк имеет 2 составляющие: ток экстракции и инжекции, посколько Sкп>Sэп, то Iкинж.>Iкэкстр.(уч. АВ), а общий ток К Iк=Iкэкстр-Iкинж<0

т.В. Iкинж=Iкэкстр=>Iк0<0

т.С |Uкэ|=|Uбэ|=>|Uкб|=0, Iк=β*Iб3

Участок CD относится к режиму активного усиления, коллекторный переход получает обратное смещение и работает в режиме экстракции, а эмиттерный – в режиме инжекции. На участке CD ток коллектора равен Iк=βIб+(β+1)Iко и зависит от изменения напряжения Uкэ в виду наличия в транзисторе эффекта модуляции толщины базы, который с ростом U кэ проявляется в увеличении коэффициента передачи по току β.

С дальнейшим ростом тока базы (зависимости 4,5 при ,рис.5 ) выходные характеристики идут выше и правее от начала координат. Область насыщения сдвигается вправо: ↑Iб, значит, ↑Iэ=>|Uбэ|↑=>|Uкэ|↑

Область I: выходные хар-ки поднимаются вверх на величину ∆Iк=β*∆Iб

Влияние температурына выходные характеристики

На рис.6 приведены выходные характеристики транзистора в схеме с ОЭ для двух токов базы (=- Iко;= 0), снятые при двух различных температурах, а на рис.7 представлены выходные характеристики при токах базы больше нуля, снятые для двух значений температуры. При токе базы=-Iко (зависимость 1 рис.6) с ростом температуры неуправляемый ток коллекторного перехода возрастает по экспоненциальному закону. При токе базы= 0 ток коллектора определяется сквозным током транзистора Iк=Iкo*=(β+1)Iко. Влияние температуры проявляется в увеличении Iко и β. При токах базы> 0 (зав-ть 1, 7 рис.7 ) ток коллектора определяется уравнением Iк= βIб + (β+1)Iко. Выходные характеристики в схеме включения с ОЭ снимаются при фиксированных значениях тока базы Iб = (1−α )Iэ − Iко . С увеличением температуры экспоненциально увеличивается ток Iко , а также несколько увеличивается коэффициент α , а, следовательно, и β . Последнее обстоятельство приводит к тому, что с увеличением температуры увеличивается наклон выходных характеристик. Для поддержания тока базы постоянным приходится существенно увеличивать ток

Iэ , естественно, что при этом будет возрастать и ток коллектора Iк =αIэ + Iко .

Таким образом, выходные характеристики в схеме включения с общим эмиттером не термостабильны. Следует отметить, что транзисторы, выполненные на основе кремния, имеют меньшую зависимость характеристик от температуры, так как значение неуправляемого тока коллекторного перехода Iко у кремниевых транзисторов во много раз меньше, чем у германиевых.

20. Представление транзистора четырехполюсником в системе малосигнальных параметров. Системы Y-, Z- и H- параметров (системы уравнений, схемы замещения). Физическое содержание параметров и методы их определения.

Система считается малосигнальной, если амплитуда перемен. сост-х << постоян. значений токов и напряжений.

Транзистор можно рассматривать как четырехnолюсник связь между токами и напряжениями в кото­ром представляется двумя, в общем случае нелинейными функциями.

Система H-параметров:

Схема замещения

Система Y-параметров:

Схема замещения

СистемаZ-параметров:

Схема замещения

21. Н-параметры транзистора в схемах включения с общей базой и общим эмиттером. Связь Н_э и Н_б параметров, порядок их величин. Графическое определение Н-параметров. Достоинства и недостатки системы Н-параметров транзистора.

ОБ ОЭ

У₁ = У_э У₁ = -У_б

У₂= -У_к У₂= -У_К

U_1­ =U_эб U_1­=U_бэ

U_2­ = -U_кб­U₂= -U_кэ

1)_­2)

_­

3) -4)

	, Ом			, Сим
ОБ	1 – 100	10-3– 10-4	0,95 – 0,98	10-5- 10-7
ОЭ	102- 103	10-3	50 – 200	3*10-4- 10-5

Достоинство:

1. Чёткое физическое содержание

2. Удобный для экспериментального определения

3. Приводятся в справочнике

4. Удобны для технологического процесса

Недостатки:

1. Зависят от положения рабочей точки

2. Низкочастотные параметры