Материал: 832

40

3.2Характеристики транзистора при включении

собщей базой

Входные ВАХ транзистора в схеме с общей базой – зависимость тока эмиттера IЭ от напряжения эмиттер-база UЭБ при различных напряжениях между коллектором и базой UКБ – показаны на рис. 3.2, а. Эти характеристики по форме близки к соответствующей характеристике p-n-перехода. При увеличении напряжения UКБ снижается энергетический барьер в эмиттерном переходе, усиливается инжекция электронов из области эмиттера в область базы и встречная инжекция дырок и ток эмиттера возрастает. Поэтому входные характеристики при больших напряжениях UКБ смещены влево.

Выходные ВАХ транзистора в схеме с общей базой – зависимость тока коллектора IК от напряжения UКБ при различных токах эмиттера – показаны на рис. 3.2, б. При положительном напряжении на коллекторе ток IК слабо зависит от UКБ и изменяется пропорционально изменению тока эмиттера IЭ. Однако при IЭ = 0 ток коллектора IК0 0. Его называют тепловым (обратным) током перехода база-коллектор.

При перемене полярности напряжения UКБ транзистор насыщается, ток коллектора перестает зависеть от тока эмиттера, уменьшается до нуля и уже при долях вольта меняет направление. Такая зависимость тока IК обусловлена тем, что в n-p-n-

41

транзисторе при UКБ > 0 через переход база-коллектор движутся только электроны, инжектируемые эмиттером в базу и попадающие на коллектор под влиянием поля коллекторного перехода. При смене полярности коллекторного напряжения появляется встречный поток носителей. Вследствие этого ток коллектора резко уменьшается. Равенство IК = 0 означает, что составляющая тока коллектора, обусловленная движением носителей заряда из области эмиттера, равна составляющей, обусловленной движением носителей заряда из области коллектора. Небольшое увеличение коллекторного и эмиттерного токов транзистора при увеличении напряжения коллектора UКБ обусловлено зависимостью эффективной толщины слоя базы от UКБ. При увеличении обратного напряжения на коллекторном переходе толщина запирающего слоя увеличивается, примерно на столько же уменьшается эффективная толщина слоя базы, и всё большая часть электронов, инжектируемых эмиттером, попадает в ускоряющее поле коллекторного перехода.

Токи транзистора, работающего в активном режиме, связаны между собой соотношениями:

где – статический коэффициент передачи тока эмиттера ( достигает 0,99 и более, т.е. очень близок к единице).

3.3Характеристики транзистора при включении

собщим эмиттером

На рис. 3.3, а показаны входные характеристики биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером – зависимость тока базы IБ от напряжения UБЭ.

При UКЭ UБЭ (обычно эта ВАХ приводится при UКЭ = 0) транзистор переходит в режим насыщения, когда в прямом направлении смещены оба перехода, поэтому при том же напряжении UБЭ базовый ток увеличивается, так как через базу текут токи обоих переходов. При UКЭ UБЭ коллекторный переход смещен в обратном направлении и напряжение на нем практически не влияет на прямой ток перехода база-эмиттер. Эти обстоятельства

42

позволяют на семействе входных ВАХ приводить только две характеристики: одну при UКЭ = 0, другую при UКЭ, равном одному, двум или пяти вольтам. Выходные ВАХ биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером показаны на рис. 3.3, б. Общий характер этих зависимостей аналогичен характеру обратной ветви ВАХ диода, так как большая часть напряжения UКЭ падает на коллекторном переходе, смещенном в обратном направлении. Однако, в отличие от выходных характеристик схемы с общей базой, выходные характеристики схемы ОЭ имеют значительно больший наклон, то есть наблюдается большая зависимость выходного тока от выходного напряжения.

Рис. 3.3 – ВАХ биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером

Так как управляющим током в схеме с общим эмиттером является ток базы, уравнение (3.2), связывающее токи транзистора, удобно представить в виде:

Здесь – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером. Чем ближе коэффициент к единице, тем

где IЭ постоянная составляющая тока эмиттера, мА;

Т температурный потенциал, при комнатной температуре примерно равный 26 мВ.

Другие параметры представленной схемы имеют следующий физический смысл: