4.7.1 Статистические характеристики транзистора, включенного по схеме с об.
а) Семейство входных характеристик.
Входные характеристики транзистора, включенного по схеме с ОБ, представляют собой графическую зависимость тока эмиттера от напряжения эмиттера при постоянном напряжении на коллекторе
Они приведены на рис 4.11
Рис 4.11
При
,
что равносильно короткому замыканию
источника коллекторного питания,
работает только один эмиттерный переход,
включенный в прямом направлении. Поэтому
характеристика представляет собой
прямую ветвь вольт-амперной характеристикой
диода (р-п перехода) и объясняется
аналогично.
При
эмиттерный р-п переход находится в
равновесном состоянии и через него
протекают равные и противоположно
направленные токи
и
,поэтому
.
При увеличении
напряжения
,
но
,
потенциальный барьер эмиттерного р-п
перехода еще не скомпенсирован и
препятствует росту тока эмиттера,
поэтому
возрастает сравнительно медленно по
экспоненциальному закону.
При
,
потенциальный барьер оказывается
скомпенсированным и не препятствует
росту тока
.
Ток эмиттера ограничивается только
величиной распределенного (объемного
сопротивления области базы
),
поэтому ток возрастает линейно, с
увеличением напряжения, подчиняясь
закону Ома
.
Характеристики,
снятые при отрицательных напряжениях
на коллекторе
,
смещаются влево (или вверх). Это объясняется
влиянием распределенного сопротивления
базы
(рис 4.12)
Рис 4.12
Ток базы
,
проходя по этому сопротивлению, создает
на нем падение напряжения
,
включенное в цепь эмиттера встречно с
напряжением источника
.
Напряжение, действующее непосредственно
на эмиттером переходе, равно
(4.8)
При увеличении
отрицательного напряжения
происходит расширение коллекторного
р-п перехода и сужение базы, что
сопровождается уменьшением числа
рекомбинаций в базе и, следовательно,
тока базы
.
А это, согласно выражению (4.8), приводит
к увеличению напряжения на эмиттером
переходе, а значит и тока
при фиксированном значении напряжения
.
Так как при различных значениях напряжения ток. , а следовательно, и ток эмиттера изменяются очень незначительно и характеристики идут близко друг к другу, то в справочниках обычно приводятся две характеристики, снятые при и некотором номинальном значении.
б) Семейство выходных характеристик
Выходные характеристики транзистора, включенного по схеме с ОБ, представляют собой графическую зависимость тока коллектора от напряжения на коллекторе при постоянном токе эмиттера
и приведены на рис 4.13
Рис.4.13
При токе эмиттера,
равном нулю
,
что равносильно разрыву цепи эмиттера,
в цепи коллектора протекает небольшой
обратный ток коллекторного перехода
,величина
которого не зависит от напряжения
и определяется только концентрацией
неосновных носителей в базе и коллекторе.
Характеристика аналогична обратной
ветви вольт амперной характеристики
диода. При достаточно большом, по
абсолютной величине, напряжении
происходит электрический пробой
коллекторного перехода, приводящий к
резкому увеличению тока коллектора.
Характеристики, снятые при
(активном режиме) смещаются вверх
пропорционально увеличению тока
эмиттера, т.к. с увеличением тока эмиттера
возрастает и ток коллектора, как следует
из выражения
.
Физически это объясняется том, что с
увеличением тока эмиттера больше дырок
инжектирует из эмиттера в базу и
следовательно, больше их втягивается
полем коллекторного перехода в коллектор.
При напряжении
и
ток коллектора близок к своему
максимальному значению, определяемому
током эмиттера, т.е.
.
Это объясняется тем, что дырки,
инжектированные из эмиттера в базу,
диффундируют по ней, достигают
коллекторного перехода и перебрасываются
в коллектор полем коллекторного перехода
независимо от величины коллекторного
напряжения. Чтобы ток коллектора стал
равным нулю, необходимо на коллекторный
переход подать небольшое прямое
напряжение (режим насыщения)
.
Тогда возникает инжекция дырок из
коллекторного перехода в базу (прямой
ток коллектора), направленный навстречу
потоку дырок, движущихся из эмиттера
через базу в коллектор (навстречу
диффузионному току
).
При равенстве прямого тока открытого
коллекторного перехода управляемому
току коллектора, результирующий ток
коллектора станет равным нулю
.