4.5 Схемы включения биполярного транзистора

Различают три схемы включения

1. ОБ –схема включения с общей базой (вход –эмиттер, выход –коллектор)

2. ОЭ –схема включения с общим эмиттером (вход –база, выход –коллектор)

3. ОК –схема включения с общим коллектором (вход –база, выход –эмиттер).

4.6 Входные вах биполярного транзистора в схеме включения об.

- зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном напряжении на выходе.

Входные ВАХ: Iэ=f(UЭБ)_Uкб=const или UЭБ =f(Iэ)_UКБ=const

Применим (4.9, 4.12, 4.13, 4.18)

(4.20)

(4.21)

1. , ,

В этом случае имеем ВАХ идеализированного эмиттерного перехода, Iэо - тепловой ток эмиттера при кз коллектора.

2.

,

По сравнению с предыдущим случаем ток эмиттера незначительно увеличивается и, в частности, при U_ЭБ=0

3 . 0<U_КБ<0,7В – прямое. В этом случае ВАХ сильно зависят от величины параметра, так как ток эмиттера содержит встречную транзитную составляющую (режим насыщения и инверсный).

Для качественного понимания процессов в транзисторе в различных режимах очень важное значение имеют графики распределения неосновных зарядов в базе. Каждой точке на кривых семейства ВАХ соответствует определенное распределение. При построении кривых применяют три правила. Рассмотрим их на примере p-n-p транзистора.

А. Граничная концентрация определяется напряжением на соответствующем переходе (2.24 , 2.31).

(2.22)

(2.23)

При U_ЭБ=U_КБ=0 граничные концентрации равны равновесной: pnБ (0)= pnБ (w)= pnБ0.

При подаче прямых напряжений граничные концентрации увеличиваются (инжекция), pnБ (0)= pnБ (w)>> pnБ0. При подаче обратных напряжений граничные концентрации уменьшаются (экстракция), pnБ (0)= pnБ (w)=0.

Б. Наклон графиков на границах базы определяется величиной тока (ток диффузии пропорционален градиенту концентрации)

(2.24)

(2.25)

В. В активном режиме распределение практически линейно.

0. Равновесное состояние. U_ЭБ=0, U_КБ=0. pnБ(0)= pnБ(w)=0

1. U_ЭБ1>0, pnБ1(0)> pnБ0. U_КБ=0, pnБ1(w)=0. Граничный режим.

2. U_ЭБ2= U_ЭБ1>0, pnБ2(0)= pnБ1(0)> pnБ0.

U_КБ2<0, pnБ2(w) )=0. Активный режим.

3. U_ЭБ3= U_ЭБ1>0, pnБ3(0)= pnБ1(0)> pnБ0.

U_КБ3>0, pnБ3(w) > pnБ0. Режим насыщения.

4. U_ЭБ4> U_ЭБ1>0, pnБ4(0)> pnБ1(0)> pnБ0.

U_КБ4= U_КБ3>0, pnБ4(w) > pnБ3(w) > pnБ0. Режим насыщения.

5. U_ЭБ5< U_ЭБ1, pnБ5(0)<pnБ1(0).

U_КБ4< U_КБ1, pnБ5(w) =0. Активный режим.

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.