1. 

   Рис. 7. Входные (а) и выходные (б) характеристики

   Биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером

   Область насыщения (0 < u_кэ < 1 В) в отличие от схемы ОБ для схемы с ОЭ определена для положительных напряжений u_кэ.

2. Линейная область (i_к > , u_кэ > 1 В, но меньше напряжения пробоя). Здесь выходные ВАХ транзистора хорошо описываются выражением (4), из которого видно, что наклон зависимости i_к(u_кэ) в этой области в ( + 1) раз превышает наклон выходных характеристик схемы ОБ.

3. Область отсечки (i_к < , i_б < 0). Границей этой области можно считать кривую зависимости i_к(u_кэ) при i_б = 0. При этом в линейном приближении ток коллектора равен

,

как это следует из выражения (4). Минимальное значение коллекторного тока достигается при i_б = – – в этом случае весь базовый ток попадает в коллектор и i_э = 0.

4. Область электрического пробоя коллекторного перехода смещается в сторону уменьшения напряжения u_кэ с ростом коллекторного тока.

Помимо входных и выходных характеристик транзистора для схемы ОЭ часто используют семейство передаточных характеристик – зависимость коллекторного тока i_к от напряжения база-эмиттер u_бэ при постоянном напряжении u_кэ. Внешне передаточные характеристики похожи на входные, поскольку в первом приближении i_к  i_б. Для количественного описания передаточных характеристик вводят крутизну транзистора S, которая определяется как

.

Используя формулы (4) и (5), получим выражение для крутизны

.

Крутизна S обычно измеряется в мА/В и может принимать значения от десятков до сотен мА/В. Помимо крутизны иногда используется коэффициент обратной связи , который определяется как доля выходного напряжения, проникшая на вход

,

и составляет обычно порядка 10^–4.

1.3. Эквивалентные схемы транзистора как четырехполюсника

На рис. 4 и рис. 6 видно, что в активном режиме транзистор можно рассматривать как четырехполюсник, который описывается нелинейными уравнениями вида:

.

При этом для различных схем включения транзистора роль входных и выходных токов и напряжений четырехполюсника играют различные токи и напряжения. Так, для схемы ОБ входными напряжением и током являются u₁ = u_эб и i₁ = –i_э, а выходными – u₂ = u_кб и i₂ = i_к. Таким образом, уравнение для схемы ОБ можно записать в виде

.

Для схемы ОЭ соответственно получим:

,

то есть u₁ = u_бэ, i₁ = i_б, u₂ = u_кэ и i₂ = i_к.

При использовании транзистора для усиления сигналов его токи и напряжения содержат две составляющие – постоянную (сравнительно большую), обеспечивающую режим покоя, и переменную (значительно меньшую), соответствующую усиливаемому сигналу. Такой способ позволяет избавиться от нелинейных эффектов на краях ВАХ транзистора и работать в линейной области его характеристик.

Для малых отклонений напряжений и токов четырехполюсника от некоторых фиксированных значений справедливы линеаризованные уравнения с h-параметрами вида

где величина h₁₁ имеет смысл входного сопротивления, h₁₂ – коэффициента обратной связи, h₂₁ – коэффициента передачи тока, а h₂₂ – выходной проводимости четырехполюсника. Применение линеаризации для схемы ОБ с учетом формул (2) и (3) позволяет связать h-параметры с физическими параметрами транзистора:

(6)

Рис. 8. Эквивалентная схема транзистора при его включении с общей базой

Таким образом, для схемы с общей базой получаем: h_11б = r_э, h_12б = , h_21б =  и h_22б = 1/r_к. Коэффициент обратной связи h_12б для схемы ОБ составляет порядка 10^–4, то есть значительно меньше остальных параметров, поэтому в системе уравнений (6) им часто пренебрегают. Малосигнальная эквивалентная схема транзистора в схеме ОБ, построенная на основе уравнений (6), показана на рис. 8. Здесь полагается, что u_эб = U_эб + du_эб, u_кб = U_кб + du_кб, i_э = I_э + di_э и i_к = I_к + di_к, то есть, как упоминалось ранее, все величины представлены в виде суммы постоянной и переменной составляющих.

Аналогично получается система уравнений для схемы ОЭ. Представляя напряжения и токи транзистора в виде сумм (u_бэ = U_бэ + du_бэ, u_кэ = U_кэ + du_кэ, i_б = I_б + di_б и i_к = I_к + di_к) и учитывая уравнения (6) и (5), получим линеаризованную систему уравнений:

(7)

Таким образом, h_11э = r_б, h_12э = , h_21э =  и h_22б = 1/r_к^*. Малосигнальная эквивалентная схема транзистора при включении его с общим эмиттером показана на рис. 9.