5.3.2. Схема с общим эмиттером

Семейство входных характеристик схемы с ОЭ представля­ет собой зависимости I_Б=f(U_БЭ), причем параметром является на­пряжение U_КЭ (рис. 5.14,а). Для р-n-р-транзистора отрицательное напряжение U_БЭ (U_БЭ < 0) означает прямое включение эмиттерного перехода так как U_ЭБ = – U_БЭ > 0. Если при этом U_КЭ = 0 (потенциалы коллектора и эмиттера одинаковы), то и коллекторный переход бу­дет включен в прямом направлении: U_КБ = U_КЭ + U_ЭБ = U_ЭБ > 0. Поэто­му входная характеристика при U_КЭ = 0 будет соответствовать ре­жиму насыщения (РН), а ток базы равным сумме базовых токов из-за одновременной инжекции дырок из эмиттера и коллектора. Этот ток, естественно, увеличивается с ростом прямого напряже­ния U_ЭБ. так как оно приводит к усилению инжекции в обоих перехо­дах (U_КБ = U_ЭБ) и соответствующему возрастанию потерь на реком­бинацию, определяющих базовый ток.

Вторая характеристика на рис. 5.14,б относится к нормальному активному режиму, для получения которого напряжение U_КЭ долж­но быть в р-n-р-транзисторе отрицательным и по модулю превы­шать напряжение U_ЭБ (см. § 5.1.1). В этом случае U_КБ = U_КЭ + U_ЭБ = U_КЭ – U_БЭ < 0. Формально ход входной характеристики в НАР можно объяснить с помощью выражения (5.14) или (5.17); I_Б = (1 – α)I_Э – I_КБО. При малом напряжении U_БЭ инжекция носителей практически от­сутствует (I_Э = 0) и ток I_Б = – I_КБО, т.е. отрицателен. Увеличение пря­мого напряжения на эмиттерном переходе U_ЭБ = – U_БЭ вызывает рост I_Э и величины (1 – α)I_Э. Когда (1 – α)I_Э = I_КБО. Ток I_Б = 0.

При дальнейшем росте U_БЭ (1 – α)I_Э > I_КБО и I_Б меняет направление и становится положительным (I_Б > 0) и сильно зависящим от напря­жения перехода.

Влияние U_КЭ на I_Б в НАР можно объяснить тем, что рост | U_КЭ | означает рост | U_КБ | и, следовательно, уменьшение ширины базо­вой области (эффект Эрли). Последнее будет сопровождаться снижением потерь на рекомбинацию, т.е. уменьшением тока базы (смещение характеристики вниз).

Как и в схеме с ОБ, для входных характеристик используются дифференциальные параметры: входное сопротивление

(5.45)

коэффициент обратной передачи

(5.46)

Семейство выходных характеристик схемы с ОЭ предста­вляет собой зависимости I_К = f(U_КЭ) при заданном параметре I_Б (рис. 5.14,б).

Крутые начальные участки характеристик относятся к режиму насыщения, а участки с малым наклоном – к нормальному актив­ному режиму. Переход от первого режима ко второму, как уже отмечалось, происходит при значениях | U_КЭ |, превышающих | U_БЭ |. На характеристиках в качестве параметра берется не напряжение U_БЭ, а входной ток I_Б. Поэтому о включении эмиттерного перехода приходится судить по значению тока I_Б, который связан с входной характеристикой на рис. 5.14,а. Для увеличения I_Б необходимо увеличивать | U_БЭ | следовательно, и граница между режимом на­сыщения и нормальным активным режимом должна сдвигаться в сторону больших значений (точки В, В′, В").

Если параметр I_Б = 0 («обрыв» базы), то в соответствии с (5.22) I_К = I_КЭО = (β + 1)I_КБО. В схеме с ОЭ можно получить (как и в схеме с ОБ) I = I_КБО, если задать отрицательный ток I_Б = – I_КБО. Выходная ха­рактеристика с параметром I_Б = – I_КБО может быть принята за грани­цу между НАР и режимом отсечки (РО). Однако часто за эту грани­цу условно принимают характеристику с параметром I_Б = 0.

Связи приращений величин в семействе выходных характери­стик представляются дифференциальными параметрами, подобны­ми (5.43) и (5.44):

выходной проводимостью

(5.47)

дифференциальным коэффициентом передачи тока базы

(5.48)

Наклон выходных характеристик в нормальном активном режи­ме в схеме с общим эмиттером во много раз больше, чем в схеме с общей базой (h_22Э ≈ βh_22Б). Объясняется это различным проявлени­ем эффекта Эрли (§ 5.1.3). В схеме с общим эмиттером увеличение U_КЭ, а следовательно и U_КБ сопровождается уменьшением тока базы, а он по определению выходной характеристики должен быть неизменным. Для восстановления тока базы приходится регули­ровкой напряжения U_БЭ увеличивать ток эмиттера, а это вызывает прирост тока коллектора ∆I_К, т.е. увеличение выходной проводимо­сти h_22Э (в схеме с ОБ ток I_Э при снятии выходной характеристики поддерживается неизменным).