2 Біполярні транзистори: статичні характеристики

Виключно важливими в інженерній практиці розра­хунку транзисторних схем є статичні характеристики БТ.

Схема зі спільною базою: вхідні характеристики

Це залежності (рис. 3.4).

При (коротке замикання колектора з базою) вхідна характеристика являє собою пряму гілку ВАХ емітерного переходу.

Рисунок 3.4

При характеристика зміщується угору, у бік більших струмів емітера. Причинами цього зміщення є наступні:

1.  при збільшенні негативної зменшується активна ширина бази(в наслідок збільшення товщини КП переважно в бік бази), зростає градієнт концентрації дірок у базі (рис. 3.5), і тому при незмінній напрузізбільшується;

Рисунок 3.5

2) при збільшенні запірної напруги на КП зростає зворотний струм колектора, який, протікаючи через розподілений опір бази, створює на ньому спад напруги зворотного зв’язку (рис. 3.6). Ця напруга додається до напругиі збільшена напругабільше відкриває ЕП, внаслідок чого зростає.

Рисунок 3.6

Схема зі спільною базою: вихідні характеристики

Це залежності (рис. 3.7).

Рисунок 3.7

Колекторний струм

.

1 . Вихідна характеристика – це зворотна гілка ВАХ КП з пробоєм при.

2 . Вихідні характеристики зменшуються в бік більших колекторних струмів за рахунок.

На пологих ділянках вихідних характеристик спостері­гається незначне зростання при збільшенні напругиза рахунок впливу струму генерації і струму поверхневого витоку. При збільшенні струмузростає струм, і напруга пробоющоразу зменшується. Режим транзистора з метою запобігання пробою слід вибирати нижче кривої максимально допустимої потужності, що розсіюється колектором (пунктирна крива на рис. 3.7).

У IV квадранті площини (,)і маємо РН. У цьому режими різко зменшується, бо зростає інжекційна складова, яка компенсує керовану, екстракційну складову колекторного струму.

Схема зі спільним емітером: вхідні характеристики

Це залежність (рис. 3.8).

Рисунок 3.8

1 . Обидва переходи зміщуються у прямому напрямі, і вхідна характеристика являє собою ВАХ двох паралельно ввімкнених переходів у відкритому стані.

2 . КП зміщується зворотно, і БТ переходить до АР, в колі бази тече струм. При, і тоді.

При збільшенні напруги зростає, а відтак зростає рекомбінаційна складова базового струму, і зменшується струм бази за абсолютною величиною.

При певний напрузі струм, потім при подальшому зростаннізбільшується базовий струм.

Схема зі спільним емітером: вихідні характеристики

Це залежності (рис. 3.9).

Рисунок 3.8

Колекторний струм

1 При напрузі транзистор перебуває у РН. Через КР тече інжекційний струм, спрямований назустріч струмв АР.

2 При збільшенні за модулем струмзменшується, струм екстракції дірок з базизростає.

Швидке зростання струму при збільшенні модулядо досягнення рівностіпояснюється виходом БТ з РН в АР. Цей вихід супроводжується інтенсивним розсмоктуванням дірок із бази за рахунок екстракції. У моментнастає АР, і зростаннясповільнюється. На рис. 3.9 це проілюстроване пологими ділянками характеристики. На цих ділянках струмзростає зі зростаннямшвидше, ніж у ССБ.

Це зумовлено наступними обставинами:

- при зростанні напруги дедалі більше закривається КП, і його розширення в напрямі бази приводить до зменшення її активної шириниω. Відтак зменшується струм за рахунок зменшення його рекомбінаційної складової (ймовірності рекомбінації дірок з електронами в базі). Але характеристики вимагають сталості струму, і тому підвищують напругу, а це разом зі зростанням струмудає зростання;

-  напруга , і тому при збільшенні її збільшуються обидві її складові, а це також веде до збільшення струміві.

При збільшенні струму вихідні характеристики зміщуються у бік більших колекторних струмів (угору) внаслідок присутності членарівності для вихідного струму в ССЕ. Як і в попередньому випадку (ССБ) режим приладу слід вибирати нижче кривої– з метою уникання перегріву і теплового пробою.

Лекція 4