Особенности биполярных транзисторов

Когда коллекторный переход соединен в обратном направлении, а эмиттер свободен (рис. 19.1 а, б), в цепи проте­кает так называемый обратный коллек­торный ток I_КБО. Индекс КБО рас­шифровывается так: ток между коллек­тором и базой при открытом эмиттере. Этот ток очень мал, но является важ­ным параметром биполярных транзис­торов и приводится в справочниках. В маломощных германиевых транзисто­рах он равен 1-30 мкА, в кремние­вых – менее 1 мкА, а в мощных гер­маниевых транзисторах достигает 50-100 мкА.

Обратный коллекторный ток очень мал, однако на него надо обращать внимание, потому что с повышением температуры перехода (во время рабо­ты любой транзистор нагревается) об­ратный коллекторный ток сильно воз­растает – на каждые 10 С удваивает

свое значение (рис. 19)

Рис. 19.1 а) схема измерения обратнолго коллекторного тока n-p-n транзистора; б) схема измерения обратного коллекторного тока p-n-p транзистора.

Температурная нестабильность

Если говорить о недостатках транзис­торной аппаратуры, то прежде всего надо вспомнить о температурной не­стабильности транзисторов. Как мы уже видели, основным виновником этого является обратный коллектор­ный ток.

Температурная нестабильность – явление нежелательное, т. к. темпера­тура изменяет ряд основных парамет­ров усилительных каскадов, как коэффициент усиления, входное и выходное сопротивление, частота ав­тогенерации и т. д. И поскольку каж­дый транзистор имеет строго опреде­ленный обратный коллекторный ток (он зависит только от конструкции транзистора), то хорошая ста­бильность достигается следующим об­разом.

1.Использованием транзисторов с наименьшим током I_КБо. В этом отно­шении кремниевые транзисторы лучше германиевых и это одна из причин их широкого распространения в последнее время.

2. Использованием таких схем, в которых большая часть тока I_КБо от­клоняется во внешние цепи, а через уп­равляющий переход протекает воз­можно меньшая часть.

3. Использованием дополнитель­ных средств (отрицательной обратной связи, сбалансированных схем н пр.), которые улучшают температурную стабильность.

Коэффициент усиления

Как мы уже видели, схема с ОЭ хо­роший усилитель тока. В этом можно убедиться с помощью схемы, показан­ной на рис. 19.2. Здесь через источник тока Е₁ (например, регулируемый выпрямитель) можно подавать различ­ный базовый ток и учитывать соот­ветствующий коллекторный ток. Опыты с различными транзисторами показывают, что коллекторный ток всегда во много раз больше базового.

Число, покалывающее во сколько раз коллекторный ток больше базового, обозначается буквой и на­зывается коэффициентом усиления по току в схеме с ОЭ. Следовательно, мо­жем записать

Это равенство приблизительное, поскольку не учтены относительно ма­лые неуправляемые токи. Коэффи­циент является основным параметром транзисторов и приводится в справоч­никах. Различные виды транзисторов имеют обычно коэффициент = 30 – 300, но есть и такие, которых достигает 1000.

На основе вышесказанного, основ­ное свойство биполярного транзистора можно сформулировать так: любой ток, протекающий через управляющий эмиттерный переход, вызывает в раз больший коллекторный ток.