5.3.3. Влияние температуры на статические характеристики бт

Влияние температуры на положение входной характеристики схемы с ОБ при поддержании неизменным ее параметра анало­гично ее влиянию на ВАХ полупроводникового диода. В нормаль­ном активном режиме ток эмиттерного перехода можно предста­вить формулой

I_Э ≈ I_ЭО(expU_ЭБ/φ_T – 1)

Сростом температуры тепловой токI_ЭО растет быстрее, чем убывает экспонента из-за увеличения φ_Т = kT/q (см. § 3.4).В резуль­тате противоположного влияния двух факторов входные характери­стики схемы с ОБ смещаются влево при выбранном токе I_Э на величину ∆U ≈ -(1..2) мВ/°С (рис. 5.15,a).

Начало входной характеристики в схеме с ОЭ определяется теп­ловым током коллекторного переходаI_КБО. который сильно зависит от температуры, так что начало характеристики при увеличении тем­пературы опускается (рис. 5.15,б).

Влияние температуры на выходные характеристики схем с ОБ и ОЭ в НАР удобно анализировать по формулам (5.11) и (5.22):

I_K = α I_Э + I_КБ0 и

Снятие выходных характеристик при различных температурах должно проводиться при поддержании постоянства параметров (I_Э = const в схеме с ОБ и I_Б = const в схеме с ОЭ). Поэтому в схеме с ОБ при α = const рост I_К будет определяться только увеличением I_КБО при повышении температуры. Однако обычно I_КБО значительно меньше αI_Э, изменение I_К составляет проценты и его можно не учи­тывать (рис. 5.16,а). В схеме с ОЭ положение иное.Здесь парамет­ром является I_Б и его надо поддерживать неизменным при измене­нии температуры. Будем считать в первом приближении, что коэф­фициент передачи β не зависит от температуры.Постоянство βI_Б оз­начает, что температурная зависимость I_К будет определяться сла­гаемым (β + 1)I_КБО. Ток I_КБО (как тепловой ток перехода) примерно удваивается при увеличении температуры на 10°C, и при β >> 1 прирост тока (β+1)I_КБО может оказаться сравнимым с исходным значе­нием коллекторного тока и даже превысить его.

На рис. 5.16,б показано большое смещение выходных характе­ристик вверх. Сильное влияние температуры на выходные характе­ристики в схеме с ОЭ может привести к потере работоспособности конкретных устройств, если не принять схемотехнические меры для стабилизации тока или термостатирование.

5.3.4. Зависимость коэффициентов передачи тока от электрического режима работы бт

Обычно рассматриваются зависимости β и α от коллекторного (или эмиттерного) тока и напряжения U_КЭ (или U_KБ).

На рис. 5.17,а показано, как изменяются β и α при изменении то­ка коллектора. Спад в области малых токов объясняется уменьше­нием коэффициента инжекции вследствие роста рекомбинационной составляющей тока в эмиттерном переходе (см. § 5.1.2).Спад в области больших токов также связан с понижением коэффициента инжекции, но по другой причине. При большом токе эмиттера силь­но возрастает концентрация инжектированных неосновных носите­лей в базовой области. Одновременно для сохранения электричес­кой нейтральности базовой области в ней возрастает концентра­ция основных носителей, и в частности у границы с эмиттерным пе­реходом.Это приводит к росту инжекции носителей из базы в эмит­тер, снижению коэффициента инжекции и уменьшению значений α и β = α/(1 – α). Есть и другие факторы, влияющие на рассматривае­мую зависимость.

Зависимость β от U_КЭ (рис. 5.17,б) обусловлена эффектом Эрли и предпробойным состоянием – лавинным размножением носите­лей при значительном росте обратного напряжения коллекторного перехода. Оба эти фактора вызывают рост α и β.