1.6. Способы включения транзистора

Основная схема включения — ОЭ. Сколь угодно большое усиление можно получить 2-мя способами:

1). Каскадируя усилители ОЭ.

2). Каскадируя поочередно включенные усилители ОБ и ОК.

Основные результаты

1). Биполярный транзистор — система двух взаимодействующих р-п переходов. Транзисторный эффект состоит в собирании коллектором неосновных носителей, инжектированных в базу из эмиттера.

2). В зависимости от полярности напряжений на р-п переходах существует 4 режима работы транзистора. Основной режим – нормальный . В этом режиме максимально проявляются усилительные свойства транзистора.

3). Усилительные свойства транзистора характеризуются коэффициентом передачи эмиттерного тока , где — коэффициент переноса, — эффективность эмиттера. из-за рекомбинации неосновных носителей в базе, из-за инжекции основных носителей из базы в эмиттер (где они — неосновные) и из-за тока рекомбинации в эмиттерном переходе.

4). Cпособы включения транзистора — ОЭ, ОБ и ОК. Усилительные свойства максимально проявляются при включении ОЭ.

2. Статические характеристики идеализированного транзистора

2.1. Модель Эберса-Молла

Допущения:

1). Сопротивления электронейтральных областей ().

2). НУИ (низкий уровень инжекции).

3). Токи рекомбинации-генерации в переходах .

4). Концентрации примеси (не зависят от координаты х).

5). Толщина электронейтральных областей (не зависит от напряжений ).

В основе модели — разделение токов на инжектируемые (inj) и собираемые (col) составляющие.

,

—

инжектируемые токи.

Собираемые токи – электронные.

Эквивалентная схема:

— инжектируемые токи;

, — собираемые.

; (2.1.1а)

; (2.1.1б)

;

;

.

, — тепловые токи эмиттерного и коллекторного диодов;

, — нормальный и инверсный коэффициенты передачи токов.

Уравнения Эберса-Молла:

; (2.1.2а)

; (2.1.2б)

. (2.1.2в)

ВАХ транзистора определяются четырьмя параметрами:

, , , .

Из них независимы 3, так как (можно показать).

При : ;

;

;

;

;

;

; ; .

Типичные значения: ;  ; .

Часто вместо , удобно использовать параметры:

— тепловой ток коллектора;

— тепловой ток эмиттера.

;

; ;

; (2.1.3а)

; (2.1.3б)

. (2.1.4)

Иногда удобнее использовать параметры:

и .

; (2.1.5а)

. (2.1.5б)

. (2.1.6)

2.2. Статические характеристики в схеме об

Электрическое состояние транзистора задают 6 электрических переменных: , , , , и . Из них 2 — независимы (аргументы), а остальные 4 определяются 3-мя уравнениями Эберса-Молла (1) – (3) и уравнением Кирхгоффа .

Входные характеристики: , — параметр.

Выходные характеристики: , — параметр.

Входные характеристики определяются уравнением (2.1.2а):

. (2.2.1)

.

При V_bc = 0: .

При V_bc > 0 ВАХ сдвигается вниз на .

При V_bc < 0 ВАХ сдвигается вверх на _N I_1S — обратный ток I_1S (1- _N).

Выходные характеристики определяются уравнениями (2.1.2а,б):

;

.

Исключая из них (обведенные скобки) и учитывая, что , , получим:

.

При : . (2.2.2)

Управляемая часть Неуправляемая часть

При

В режиме насыщения:

При :

Измерение токов и :

При , :

При , :

В инверсном режиме:

− тепловой

ток эмиттера.