4.2 Схемы включения и статические характеристики

Так как транзистор, имеющий три внешних вывода, представляет собой четырехполюсник, то при включении транзистора в конкретную схему следует выделить его входную и выходную цепи. В связи с этим возможны три схемы включения транзистора: с общей базой (ОБ, рисунок 26, а) , с общим эмиттером (ОЭ, рисунок 26, б) и с общим коллектором (ОК, рисунок 26, в).

Во всех трех случаях сохраняется рассматриваемый принцип действия транзистора, но свойства схем различны. Они также отличаются характеристиками и параметрами.

В любой схеме включения в каждой из двух цепей действует напряжение между двумя электродами и протекает ток: во входной цепи , в выходной – . Эти величины определяют режим работы транзистора и взаимно влияют друг на друга.

Характеристики, снятые без нагрузки, когда одна из величин поддерживается постоянной называют статическими. Совокупность характеристик, снятых при различных значениях этой постоянной величины, представляет собой семейство статических характеристик.

Наибольшее значение при выборе транзисторов имеют два вида характеристик – входные и выходные.

Входной характеристикой называют зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении

.

Выходной характеристикой называют зависимость выходного тока от выходного напряжения при постоянном входном токе

Вид характеристик транзистора зависит от способа его включения, но для схем ОЭ и ОК они практически одинаковы, поэтому пользуются обычно входными и выходными характеристиками для схем ОБ и ОЭ.

4.3. Статические характеристики транзистора с общей базой

Как видно по схеме входным электродом является эмиттер, а выходным коллектор. Поэтому это , а выхода ; входным током является ток эмиттера , а выходным – ток коллектора .

Поскольку , то выходной ток почти равен входному, так что схема ОБ практически не усиливает ток, а усиливает только напряжение и во столько же раз мощность сигнала.

Выходные характеристики транзистора включенного по схеме с ОБ (рисунок 27) , представляют собой зависимость тока коллектора от напряжения коллектор – база при постоянном токе эмиттера, поэтому их называют коллекторными.

При , ток коллектора равен обратному току коллекторного перехода , поэтому выходная характеристика, снятая при представляет собой обратную ветвь ВАХ p – n – перехода.

Характеристики, снятые при постоянных значениях располагаются тем выше, чем больше , причем они выходят не из начала координат. Это объясняется тем, что при на коллекторном переходе действует потенциальный барьер , создающий ускоряющее поле для неосновных носителей заряда, инжектированных в базу из эмиттера. Поэтому они переносятся электрическим полем из базы в коллектор и создают ток , не равный нулю. Они тем больше чем больше . Характеристики идут очень полого и ток не зависит от изменений напряжения коллектора. Это говорит о том, что выходное сопротивление в схеме ОБ очень велико:

, (сотни тысяч Ом и более; )

При увеличении коллекторного напряжения выше максимально допустимого возникает опасность электрического пробоя коллекторного перехода, который может перейти в тепловой пробой.

Входные характеристики транзистора включенного по схеме с ОБ, представляют собой (рисунок 27, б). Эти характеристики называются эмиттерными.

При отсутствии коллекторного напряжения включен только эмиттерный переход в прямом направлении и характеристика соответствует прямой ветви ВАХ p – n перехода.

Этим объясняется очень малое входное сопротивление в схеме с ОБ.

, (единицы и десятки Ом).

При большем значении величины входная характеристика немного сдвигается влево вверх. Это происходит из–за влияния обратного напряжения на коллекторный переход, а следовательно на толщину базы. С увеличением , т.е. расширяется за счет базовой области. Перепад концентрации инжектированных носителей заряда в базе увеличивается, возрастает процесс диффузии их от эмиттерного перехода, а следовательно и инжекция из эмиттера.