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.11
Рис.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.12)
Рис.12
Ток базы
,
проходя по этому сопротивлению, создает
на нем падения напряжения
,
включенное в цепь эмиттера встречно с
напряжением источника
.
Напряжение, действующее непосредственно
на эмиттером переходе, равно
(*)
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 (*), 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.
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.13
Рис.13
При токе эмиттера,
равным 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, напряжений
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
.