13. Влияние температуры на характеристики биполярного транзистора

Поскольку свойства p-nперехода меняются с изменением температуры окружающей среды, характеристики и параметры биполярного транзистора также зависят от температуры. Влияние температуры на характеристики биполярного транзистора выражается, в основном, изменением трех параметров транзистора:

1. изменением неуправляемого коллекторного тока I_К0;

2. изменением прямого входного напряжения U_БЭ;

3. изменением интегрального коэффициента передачи или.

Влияние температуры на ток I_К0аналогично влиянию температуры на обратный токp-nперехода. Это влияние может быть оценено функциональной зависимостью:

,

где I_К0(T₀⁰) — неуправляемый ток коллектора при начальной температуреT₀⁰;

I_К0(T⁰) — неуправляемый ток при текущей температуреT⁰;

_2T— температура удвоения, составляющая для германиевых транзисторов 10⁰, для кремниевых — 7⁰.

Так как эмиттерный переход в нормальном режиме работы является прямо смещенным, влияние температуры аналогично влиянию температуры на прямую ветвь вольтамперной характеристики p-nперехода и оценивается температурным коэффициентом напряжения:

U_БЭ(T⁰) =U_БЭ(T₀⁰) + ТКН(T⁰–T₀⁰),

где U_БЭ(T₀⁰) — прямое напряжение на переходе при начальной температуреT₀⁰;

U_БЭ­(T⁰)  — прямое напряжение при текущей температуреT⁰;

ТКН      — температурный коэффициент напряжения, составляющий –2. Знак “–“ показывает, что смещение характеристики с ростом температуры происходит в область меньших значений входных напряжений. Полярность напряжения соответствует приложению положительного потенциала кp-области.

С ростом температуры увеличивается подвижность носителей, что приводит к некоторому увеличению коэффициента переноса и, следовательно,и. Температурное влияние на коэффициентпринято оценивать температурным коэффициентом передачи ТК:

(T⁰) =(T₀⁰) + ТК(T⁰–T₀⁰),

где (T₀⁰) — инегральный коэффициент передачи при начальной температуреT₀⁰;

_­(T⁰)  — инегральный коэффициент передачи при текущей температуреT⁰;

ТК— температурный коэффициент передачи, составляющий10^‑4.

Учитывая, что =, влияние температуры на изменениебудет более существенным.

Следует отметить, что все три изменяющихся фактора способствуют росту коллекторного тока с увеличением температуры.

Графически влияние температуры на характеристики транзистора в схемах с общей базой и общим эмиттером показаны соответственно на рис. 4.20 и 4.21.

Основные эксплуатационные параметры биполярного транзистора:

1. I_К0— неуправляемый ток коллектора;

2.  — интегральный коэффициент передачи в схеме с общим эмиттером;

3. _— граничная частота усиления;

4. I_К max — максимально допустимый коллекторный ток;

5. U_КБ max — максимально допустимое напряжение коллекторного перехода;

6. P_К max — максимальная мощность рассеивания на коллекторном переходе.

2. Тиристоры

Тиристоры представляют собой четырехслойную полупроводниковую структуру с тремя взаимодействующимиp-nпереходами. Они предназначены для использования в качестве электрических ключей в схемах переключения электрических токов. В зависимости от количества электрических выводов тиристоры подразделяются на:

динисторы, имеющие два вывода от крайних областей;

тринисторы или триодные тиристоры, управление в которых осуществляется по цепи третьего, управляющего электрода;

четырехвыводные тиристоры.