Статические характеристики биполярных транзисторов

Основными статическими характеристиками транзисторов являются: входная характеристика и семейство выходных характеристик, рис.2.47.

Рис. 2.47. Статические характеристики биполярных транзисторов

а. – входная характеристика;

б. – семейство статических выходных характеристик.

Входная характеристика представляет собой прямой участок вольтамперной характеристики обычного диода (p-n–переход база-эмиттер). Из рис.2.47.б видно, что при увеличении базового тока возрастает ток коллектора транзистора. При увеличении U_кэ более предельно допустимого значения, наступает пробой транзистора (выходные характеристики загибаются вверх).

Примечание: рассмотренные характеристики относятся к транзистору, включенному по схеме общий эмиттер (эмиттер является общим для входной и выходной цепей).

Параметры транзистора как активного четырехполюсника

Хотя характеристики транзистора являются нелинейными, при его работе в режиме малого сигнала можно считать, что рабочие участки вольтамперных характеристик являются линейными. Следовательно, транзистор представим активным линейным четырехполюсником, рис. 2.48.

Примечание: сигнал считается малым, если возрастание его амплитуды в 1,5 раза приводит к изменению параметров транзистора не более чем на 10%.

Любой четырехполюсник можно представить в различных системах параметров. Для транзисторов наибольшее распространение получила система h-параметров, так как при измерении этих параметров требуется обеспечение холостого хода на входе (I₁ = 0) или короткого замыкания на выходе (U₂ = 0), что легко выполнимо.

Рис. 2.48. Транзистор как активный четырехполюсник

а.- четырехполюсник;

б. – эквивалентная схема замещения транзистора.

Основные уравнения для рассматриваемой схемы:

U₁ = h₁₁ I₁ + h₁₂ U₂ и I₂ = h₂₁ I₁ + h₂₂ U₂.

Физический смысл h-параметров следующий:

h₁₁ = U₁/I₁ – входное сопротивление транзистора при короткозамкнутом выходе (U₂ = 0);

h₁₂ = U₁/U₂ - коэффициент обратной связи по напряжению при разомкнутом по переменному току входе (I₁ = 0);

h₂₁ = I₂/ I₁ – коэффициент передачи тока при короткозамкнутом выходе (U₂ = 0);

h₂₂ = I₂/ U₂ – выходная проводимость при разомкнутом по переменному току входе (I₁ = 0).

Обычно h–параметры измеряют при включениях транзистора по схеме общий эмиттер или общая база, что отражает соответствующий индекс. Например, h_21э или h_21б.

Так как малосигнальные параметры измеряют на низких частотах (270 или 1000 Гц), их можно считать действительными величинами.

Основные электрические параметры биполярных транзисторов

1. Неуправляемые обратные токи переходов:

I_кбо – перехода коллектор – база;

I_эбо – перехода эмиттер – база;

I_кэо - перехода коллектор – эмиттер.

2. Параметры малого сигнала (h – параметры).

3. Коэффициент передачи тока в схеме общий эмиттер ( или h_21э).

4. U_кэ нас - напряжение между коллектором и эмиттером транзистора, находящегося в состоянии насыщения.

5. Параметры предельных режимов работы:

U_{кэ макс.} – предельно допустимое напряжение между коллектором и эмиттером транзистора;

I_{к макс.} – максимально допустимая величина коллекторного тока;

Р_{рас. макс.} – максимально допустимая рассеиваемая мощность транзистора (мощность, рассеиваемая на коллекторе). Р_рас = I_к U_кэ.