3.2.1 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільною базою

Теоретично статичні характеристики 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 . Тому на практиці застосовують експериментально зняті статичні характерис­тики. Схему для зняття характеристик БТ зі спільною базою зображено на рисунку 3.12.

Рисунок 3.12 – Схема лабораторного зняття статичних характеристик БТ зі спільною базою

Слід зауважити, що при одержанні характеристик для транзистора потрібно змінити полярність напругі.

Вхідні характеристики

Це залежності . Графіки сім’ї характеристик показано на рисунку 3.13.

Рисунок 3.13 – Статичні вхідні характеристики БТ

зі спільною базою

При (колектор замкнено з базою) вхідна характеристика відтворює пряму гілку ВАХ ЕП:

. (7.2)

При негативній напрузі на колекторі характеристика зміщується вгору, в бік більших струмів емітера. Причина цього зміщення:

1.  при збільшенні негативної зменшується активна ширина бази, зростає градієнт концентрації дірок у базі (рис. 3.14), і тому при незмінній напрузізбільшується;

Рисунок 3.14 – Модуляція товщини бази БТ та її вплив на розподіл концентрації неосновних носіїв

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. 3.15). Ця напруга, узгоджена з напругоюза напрямом, сприяє більшому відкриванню ЕП і зростанню внаслідок цього струму.

Рисунок 3.15 – Утворення напруги зворотного зв’язку на розподіленому опорі бази

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

Вихідні характеристики

Вихідні характеристики БТ у ССБ – це графіки залеж­ності , зображені на рисунку 3.16.

Ураховуючи вплив напруги на зворотний струм колектора, рівняння для струму колектора (3.10) можна записати у вигляді

. (3.35)

Одержана формула описує вихідні характеристики при різних струмах емітера.

Рисунок 3.16 – Статичні вихідні характеристики БТ

зі спільною базою

Межею між режимом відсічки () і активним режимом () є характеристика при, яка є зворотною гілкою ВАХ КП. При збільшенні негативної напругиструм колектора швидко досягає значення. Подальше зростаннязумовлюється зростанням струмів генерації та витоку КП. При деяких високих напругах(для транзистора МП14 приці напруги перевищують 15В) у КП виникає пробій, що супроводжується значним зростанням колекторного струму.

При вихідні характеристики зменшуються в бік більших колекторних струмів на величинузгідно з формулою (3.35). У загальному випадку це зміщення має нееквідистантний характер, тобто однаковим приростам вхідного струмувідповідають нерівні прирости вихідного струму. Це явище викликане залежністю, зображеною на рисунку 3.6, яка свідчить, що статичний коефіцієнт передачі струмуне 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 максимально допустимої потужності, що розсіюється колектором (пунктирна гіпербола на рисунку 3.16).

При тапереходи транзистора 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.