– Тепловий (некерований) зворотний струм колектора. Підставляючи значення іе з (3) в (5) отримуємо

. (6)

Розв’язавши це рівняння відносно і_к, отримуємо

(7)

і (8) де  – коефіцієнт передачі струму бази;

і_кн  початковий наскрізний струм, який протікає через весь транзистор, коли і_б=0.

З врахуванням прийнятих позначень отримуємо остаточний вираз для і_к

(9)

Коефіцієнт  , так само як і  відноситься до важливих параметрів транзистора. Якщо відомий  , то  можна визначити за формулою

(10)

При значному підвищенні напруги на колекторі струм і_кн різко зростає і відбувається електричний пробій. Необхідно знати, що при роз’єднанні кола бази в транзисторі може відбуватися лавиноподібне збільшення струму колектора, що приводить до його перегріву і виходу транзистора з ладу. Тому при експлуатації транзисторів заборонено роз’єднувати коло бази при ввімкненному колекторному живленні.

Рис.3. Схема увімкнення біполярного n-p-n транзистора зі спільною базою

У схемі зі спільною базою (рис.3.) у вхідне коло (між базою та емітером) послідовно з джерелом живлення емітера Е₁ увімкнене джерело вхідного сигналу, яке виробляє деяку змінну напругу U_вх. Джерело живлення колектора Е₂ увімкнене у вихідне коло між колектором та базою. Отже, база є спільним електродом для вхідного та вихідного кіл.

У цій схемі через джерело сигналу проходить струм емітера I_Е. Струм, що проходить через джерело вхідного сигналу називається вхідним струмом. Отже, для схеми зі СБ І_вх= I_Е.

Вихідним струмом у цій схемі є струм колектора І_вих= I_K.

Коефіцієнт передачі струму у схемі зі СБ

. (11)

Вхідний опір схеми зі СБ

. (12)

Цей опір є малим (одиниці – десятки Ом), оскільки вхідне коло транзистора являє собою відкритий емітерний перехід транзистора.

Схема зі СБ не дає підсилення за струмом (<1), а низький вхідний опір схеми зі СБ є її суттєвим недоліком, оскільки виявляє шунтувальну дію у багатокаскадних схемах на опір навантаження попереднього каскаду і різко зменшує підсилення цього каскаду за напругою та за струмом.

Статичні характеристики транзистора відображають залежність між струмами і напругами на його вході та виході, знятими за постійного струму і відсутності навантаження у вихідному колі.

Однією сім’єю характеристик цю залежність показати не можна. Тому необхідно користуватись двома видами сімей статичних характеристик транзистора.

Для схеми зі спільною базою вхідна характеристика являє собою залежність струму емітера I_Е від напруги між емітером та базою U_БЕ за постійної напруги між колектором та базою U_KБ:

I_Е=f(U_БЕ) якщо U_KБ = const. (13)

Типові вхідні статичні характеристики для схеми зі СБ подані на рис.4,а.

а б

Рис.4. Статичні характеристики транзистора для схеми зі спільною базою: вхідні (а), вихідні (б)

З рисунка видно, що вхідні характеристики аналогічні вольт-амперній характеристиці р-n-переходу для прямого струму, причому зміна напруги U_KБ мало впливає на струм емітера. Це пояснюється тим, що поле, яке створюється напругою U_KБ у схемі зі СБ майже повністю зосереджується в колекторному переході і незначно впливає на проходження зарядів через емітерний перехід. Так, на рис.4,а вхідні характеристики, виміряні за U_KБ0, майже накладаються. Тому в довідниках зазвичай наводять лише дві вхідні характеристики для певного типу транзистора – одну, виміряну за U_KБ=0, та іншу, виміряну за U_KБ0, наприклад, за U_KБ=5В.

Вихідні характеристики транзистора для схеми зі СБ дають залежність струму колектора від напруги на колекторному переході за постійних значень емітерного струму

I_K=f (U_KБ) якщо I_Е=const. (14)

Приклад вихідних статичних характеристик транзистора поданий на рис.4,б. З рисунка видно, що за нормальної робочої полярності, коли колекторний перехід працює у зворотному напрямку, вихідні характеристики являють собою майже прямі лінії, які йдуть з невеликим нахилом. Це пояснюється тим, що колекторний струм створюється за рахунок дифузії носіїв заряду, що проникають з емітера через базу в колектор. Тому величина колекторного струму визначається передусім величиною струму емітера і незначно залежить від напруги U_КБ, прикладеної до колекторного переходу. Навіть за U_КБ=0 відбувається явище екстракції, і струм колектора може мати достатньо велике значення, яке залежить від величини струму емітера.

За I_Е=0 характеристика виходить з початку координат, а потім проходить на невеликій висоті майже паралельно осі абсцис. Вона відповідає звичайній характеристиці зворотного струму р-n-переходу. Струм І_КБ0, який визначається цією характеристикою, є некерованим, і є одним з параметрів транзистора. З рисунка також видно, що за зміни полярності напруги U_KБ струм I_K різко зменшується і досягає нуля за значень U_KБ порядку десятих часток вольта. У цьому випадку колекторний перехід працює у прямому напрямку, струм через цей перехід різко зростає і йде у напрямку, протилежному до нормального робочого струму. При цьому транзистор може вийти з ладу. Тому ділянки характеристик, показані на рис.4,б пунктирними лініями, не є робочими і зазвичай на графіках не наводяться.

При ввімкненні транзистора в схемі з спільною базою підсилювальний каскад забезпечує підсилення за напругою і за потужністю, а коефіцієнт підсилення за струмом менший від одиниці. Для такої схеми ввімкнення транзистора відсутній фазовий зсув між вихідною і вхідною напругами. Транзистор має найменший вхідний (від одиниць до десятків Ом) і найбільший вихідний (сотні кілоом) опори. Схема ввімкнення транзистора з спільною базою забезпечує найкращі частотні властивості і найвищу температурну стабільність підсилювального каскаду.