2.3. Статические характеристики в схеме оэ

При включении ОЭ вместо _N и _I удобнее использовать параметры , .

Входные характеристики: , — параметр.

Выходные характеристики: , — параметр.

Входные характеристики определяются уравнением (2.1.2в):

. (2.3.1)

Учитывая, что , , , , получим:

=

=

,

где

При V_ce = 0: и – ВАХ проходит через начало координат.

При ВАХ сдвигается вправо на ).

При : сдвиг влево на . Эта величина уже не является малой и экспоненциально зависит от .

Выходные характеристики определяются уравнениями (2.1.1б,в):

.

.

Учитывая, что , , , , находим:

, (2.3.2)

, (2.3.3)

. (2.3.4)

Отсюда выходные ВАХ: . (2.3.5)

− тепловой ток коллектора в схеме ОЭ.

Упростим формулу, положив :

(2.3.6)

2. При :

При , Управляемая Неуправляемая

часть часть

Этот режим соответствует закрытому коллекторному переходу, т. е. нормальному режиму работы. Неуправляемая часть тока коллектора в раз больше, чем в схеме ОБ.

В схеме ОБ при , : .

В схеме ОЭ при , : .

Эта добавка тока в базу усиливается в раз. Минимальный ток коллектора в НАР достигается при (при этом ).

3. Граница нормального режима и режима насыщения находится из условия . Из (2.3.3): – токи коллектора и базы на границе насыщения. Подставляя в (2.3.4), находим:

(синий пунктир).

В отличие от схемы ОБ в схеме ОЭ насыщение коллекторного тока происходит при выходном напряжении В.

4. При транзистор переходит в инверсный режим. Граница инверсного активного режима и режима насыщения находится из условия . При этом из (2.3.2) находим: и подставляя в (2.3.4), получаем:

(зеленый пунктир).

4) Из-за несимметрии транзистора ВАХ не проходят точно через нуль при

. При из (2.3.4) получаем:

.

Ток коллектора при находим из (2.3.4):

.

Приложение. Напряжение

Уравнения Эберса-Молла:

; (2.1.2а)

; (2.1.2б)

Пусть , (режим насыщения);

,

где — ток коллектора насыщения, — степень насыщения.

Из (2.1.2а,б) с учетом :

;

;

; .

; .

Учитывая, что, получим:

; : 57 мВ.

При (глубокое насыщение): .

: 42 мВ.

Основные результаты

1). Статические характеристики идеализированного биполярного транзистора описываются уравнениями Эберса-Молла, в основе которых лежит разделение токов эмиттера и коллектора на инжектируемые и собираемые составляющие.

2). ВАХ идеализированного транзистора определяются четырьмя параметрами: , , , , связанных соотношением .

3). При включении ОБ вместо и удобно использовать параметры и , причем .

При включении ОЭ вместо , удобно использовать параметры и , а вместо , — и , причем .

4). В нормальном режиме при ток коллектора зависит только от входного тока (эмиттера или коллектора) и не зависит от выходного напряжения (база-коллектор или коллектор-эмиттер).

Для схемы ОБ: ; для схемы ОЭ: .

В схеме ОЭ неуправляемая составляющая коллекторного тока в раз больше, чем в схеме ОБ.

5) При включении ОЭ ток коллектора достигает значения при небольшом положительном напряжении (порядка 2).

6. Характеристики эквидистантны. Дифференциальное выходное сопротивление в нормальном режиме равно ∞. Транзистор – идеальный генератор тока.