4.7 Выходные вах биполярного транзистора в схеме с об.

,

Из (4.9) выразим и подставим (4.10) с учетом (4.13):

(4.26)

При построении выходных ВАХ первый (основной) квадрант соответствует обратным напряжениям на коллекторе. Выражение (4.26) упрощается

(4.27)

Индекс N (нормальный режим) по умолчанию не указывается. =_N.

1. Iэ=0, - ВАХ собственно коллекторного перехода.

При U_КБ>>_Т Iк=Iко. Ввиду малости Iко для кремниевых маломощных транзисторов эта кривая семейства может быть показана только условно.

2. Iэ= Iэ1. Кривые семейства выходных ВАХ обычно строят при постоянных приращениях тока эмиттера Iэ, в первом квадранте Iк= Iэ1+Iко= Iэ1f(U_КБ). Во втором квадранте учитывается встречная инжекция из коллектора (4.26).

3. Iэ= Iэ2=2Iэ, Iк= Iэ2+Iко= 2Iэ.

4. Iэ= Iэ3=3Iэ, Iк= Iэ3+Iко= 3Iэ и т. д.

В первом квадранте идеализированная модель Эберса-Молла имеет две особенности:

а) При U_КБ>0.2В>>_Т Iкf(U_КБ) – графики –горизонтальные прямые,

б) Кривые эквидистантны: постоянные приращения параметра Iэ вызывают постоянные приращения функции Iк =Iэ

Ниже построено семейство выходных ВАХ и графики распределения неосновных зарядов для характерных точек.

1– режим отсечки,

2,3,4 –активный режим,

5 – граничный,

6,7,8 – режим насыщения.

4.8 Вах реальных транзисторов.

ВАХ реальных транзисторов отличается от идеализированных характеристик, полученных из модели Эберса – Молла.

Для реальных транзисторов необходимо учитывать зависимости

(4.28)

1.-обратный ток реального коллекторного перехода содержит кроме теплового, токи термогенерации и утечки, увеличение напряжения сопровождается ростом тока и возникновением пробоя. Эти явления проявляются на всех кривых семейства.

2. - эффект Эрли – изменение ширины базы w при изменении ширины коллекторного перехода lк . Изменение ширины базы приводит к изменению отношения w/Lp, к изменению величины коэффициента переноса  и α.

Для увеличения  база должна быть тонкой и низколегированной. Коллекторный переход располагается почти полностью в области базы и расширяется при увеличении напряжения на коллекторе в область базы. С ростомк ширина базы уменьшается. Чем меньше ширина базы ,тем быстрее инжектированные заряды проходят в коллектор , это равносильно увеличению коэффициента переноса  и .. На выходных ВАХ эффект Эрли проявляется в росте тока коллектора при увеличении обратного напряжения на коллекторе. В схеме включения ОЭ эффект Эрли является существенным фактором, определяющим вид ВАХ.

3. = f(Iэ)

1-Область малых токов (резко снижается). Из-за конечной скорости рекомбинации в базе при малых токах относительная доля рекомбинационной составляющей резко возрастает.

2-Область больших токов (γ падает). В p-n-p транзисторе инжектированные в базу дырки притягивают к эмиттеру электроны, которые создают дополнительную электронную составляющую тока эмиттера. Коэффициент инжекции уменьшается. Зависимость α от тока эмиттера приводит к неэквидистантности коллекторных характеристик. При Iэ=const Iкconst. Для маломощных транзисторов характерен участок 1, для мощных – участок 2.

Пример 1.

Iэ=(Eэ-UэБ)/Rэ=(10-0.7)/1=9.3мА

UкБ=-Ек+IкRк

Iк=αIэ+Iко=Iэ

UкБ=-10+9.3∙0.5=-5.3 В