Статические вольт-амперные характеристики транзистора
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

       Транзистор, независимо от его схемы включения, можно охарактеризовать четырьмя семействами статических характеристик (семействами, а не отдельными характеристиками, так как состояния выхода влияют на вход и наоборот). Эти семейства:

1)  - семейство входных характеристик.

2)  - семейство выходных характеристик.

3)  - семейство передаточных характеристик по току.

4)  - семейство передаточных характеристик по напряжению.

В зависимости от схемы включения транзистора к входным токам можно отнести I э (в схеме ОБ) или I б (в схемах ОК или ОЭ); к выходным токам – I к (схемы ОБ, ОЭ) или I э (в схеме ОК); ко входным напряжениям – U эб (для всех схем включения); к выходным напряжениям – U кб (схема ОБ) или U кэ (схемы ОЭ и ОК). Таким образом, мы имеем дело с шестью переменными (I э , I б , I к , U эб , U кб , Uкэ), из которых лишь две являются независимыми, а остальные – функции двух независимых переменных. Следствием этого является то, что семейства входных и выходных характеристик могут быть перестроены в оба семейства передаточных характеристик.

Наиболее широкое распространение получили семейства входных и выходных характеристик для схемы ОЭ включения транзистора.

До тех пор, пока | U кэ |< U эб, происходит значительное смещение вольт-амперных входных характеристик вправо с увеличением | U кэ |, так как это режим насыщения и в нём преобладает ток базы, ток прямосмещённого коллекторного перехода. Как только | U кэ | становится больше U эб, смещение характеристик вправо определяется преимущественно эффектом Эрли и утечками.

При обратных смещениях перехода Э-Б ток базы остаётся постоянным и равным -I ко.

 

Характеристики схемы ОЭ.

Отсечка: I к = I ко , I б =- I ко. При I б =0 I к =( B +1) I ко и транзистор уже в активной области.

Насыщение: U кэ составляет десятые (сотые) доли вольта. В насыщении возрастание I б не приводит к увеличению I к, так как:

.

При | U кэ |>| U кэ макс | возможен пробой коллекторного перехода с резким возрастанием I к.

Для активной области: .

Каждая из характеристик имеет наклон, что означает зависимость (хоть и слабую) выходного тока I к от выходного напряжения. Это объясняется наличием утечки (R у) тока обратносмещённого перехода и эффектом Эрли (уменьшение ширины базы с увеличением U кэ, вследствие чего возрастает B).

       Эту зависимость можно можно учесть добавлением в формулу для тока I к дополнительного члена. Тогда она приобретает вид:

,

где  - выходное сопротивление транзистора, включённого по схеме ОЭ; B и I ко определяются для U кэ = U кэА, U кэА – напряжение в рабочей точке А, принимаем B = const , I ко = const , Δ U кэ – отклонение U кэ от U кэА.

Кроме зависимости B от U к, имеет место зависимость B от I к, что выражается в неодинаковости расстояния между соседними выходными характеристиками. На рисунке показана типичная зависимость для бездрейфовых транзисторов.

 

С ростом тока коллектора I к (тока эмиттера I э) коэффициент переноса β увеличивается за счёт того, что заряд электронов, компенсирующий заряд дырок, приходит через вывод базы и распределяется в ней неравномерно, повторяя закон распределения дырок. Это эквивалентно тому случаю, когда область базы легирована неравномерно. При неравномерном легировании базы в ней появляется ускоряющее поле для неосновных носителей, которые теперь пролетают базу быстрее и меньшая их часть успевает рекомбинировать на пути к коллектору. Чем больше ток коллектора I к (эмиттера I э), тем больше поле.

       Однако с ростом I к (уровня инжекции) растёт концентрация основных носителей в области базы, что ведёт к падению коэффициента γ (эффективность эмиттера), так как возрастает электронная составляющая (бесполезная) в диффузионном токе эмиттерного перехода. При малых I к прирост β больше уменьшения γ, при средних и больших I к наоборот.

       В большинстве практических случаев зависимость B от U к и I к не учитывают, принимая B = const . При более точных расчётах эту зависимость необходимо учитывать.

       Меньшее распространение получили характеристики транзистора при включении его по схеме ОБ (см. рисунки).

Входные характеристики ОБ.                                 Выходные характеристики ОБ.

Сравнение характеристик ОБ с характеристиками ОЭ:

а) Меньшая зависимость входного тока I э от выходного напряжения U кб.

б) Выходные характеристики заходят в область, где U кб >0 (насыщение).

в) Меньший наклон выходных характеристик:

,

где  - выходное сопротивление транзистора, включённого по схеме ОБ.

Дата: 2018-12-28, просмотров: 280.