Рисунок 7.11 – Статичні вхідні характеристики БТ зі спільним емітером
При UКЕ =0 обидва p n переходи транзистора ввімкнено в
прямому напрямі (рисунок 7.12), і вхідна характеристика є прямою гілкою ВАХ двох паралельно ввімкнених переходів.
Рисунок 7.12 – БТ зі спільним емітером при UКЕ =0
При UКЕ <0 КП вмикається у зворотному напрямі, і в колі бази проходить струм
IБ |
IБрек |
I КБ0 (1 h21Б )IЕ IКБ0 . |
(7.4) |
|
При UБЕ |
0(IE |
0) струм бази має тільки одну складову – |
||
зворотний |
струм |
КП IБ |
I КБ0 . При збільшенні напруги |
UБЕ |
починає зростати струм IE , а разом з ним – рекомбінаційна складова
81
струму бази IБрек (1 h21Б )IЕ . Струм IБ |
зменшується за модулем, |
||
оскільки IБрек |
спрямований у колі бази назустріч I КБ0 |
. При деякій |
|
напрузі UБЕ |
струм бази дорівнює нулю. Подальше зростання струму |
||
бази зумовлене зростанням рекомбінаційної складової |
IБрек , яка |
||
починає перевищувати зворотний струм колектора I КБ0 . |
|
||
Унаслідок того, що струм I КБ0 |
невеликий, |
на більшості |
|
характеристик БТ зі спільним емітером у довіднику області негативних струмів бази не зображають.
Вихідні характеристики
Це залежності IK f (UKE / IБ ) const (рисунок 7.13).
Рисунок 7.13 – Статичні вихідні характеристики БТ зі спільним емітером
Межею між РВ та АР є характеристика, що знята при струмі бази IБ < - I КБ0 . Це зумовлено особливостями вхідних характеристик
схеми зі спільним емітером, тобто тим, що IБ <- I КБ0 лише при
82
позитивних |
напругах |
UБЕ (у режимі відсічення). |
При подальшому |
||
збільшенні струму IБ , вихідні характеристики змінюються за законом |
|||||
|
|
UКБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IK |
h21E IБ |
(1 h21E )IКБ0 (e T |
1). |
(7.5) |
|
Зміщення характеристик у бік більших струмів колектора зумовлене характером залежності h21E f (IБ ) (рисунок 7.14).
Рисунок 7.14 – Залежність h21E f (IБ )
Характер проходження вихідної характеристики БТ при фіксованому струмі бази IБ 0 проявляється наступним чином. При
UКЕ =0 за рахунок того, що потенціал бази нижчий, ніж однакові
потенціали емітера і колектора, ЕП і КП увімкнено в прямому напрямі, і БТ перебуває в РН. Тепер, якщо збільшувати негативний потенціал на
колекторі (UКЕ <0), потенціальний бар’єр КП збільшується, інжекційна
складова колекторного струму спадає, а керований струм колектора за рахунок зростаючої екстракції дірок з бази до колектора збільшується.
При збільшенні напруги |
UКЕ <0 до настання рівності |
|
UKE |
|
|
|
UБЕ |
|
|
|
струм IК зростає |
різко за рахунок розсмоктування дірок, що |
|||||||||
нагромадились у базі |
в |
РН. При виконанні рівності |
|
UKE |
|
|
|
UБЕ |
|
|
|
|
|
|
|||||||
транзистор переходить до АР, зростання колекторного струму сповільнюється, що на характеристиках рисунка 7.13 відповідає початку пологої ділянки. Важливим є те, що нахил вихідних характеристик БТ зі спільним емітером на пологій ділянці більший за нахил відповідних
83
характеристик БТ зі спільною базою, тобто у ССЕ струм IК зростає
при збільшенні колекторної напруги швидше, ніж у ССБ. Це зумовлено двома причинами.
1 Напруга UКЕ , на відміну від вихідної напруги UКБ у ССБ,
розподіляється між ЕП та КП, а не |
прикладена лише до КП. Тому при |
збільшенні UКЕ дещо зростає й |
напруга UБЕ , що приводить до |
збільшення емітерного IЕ , а отже, і колекторного IК струмів.
2 Зростання негативної напруги UКЕ приводить до збільшення
товщини КП і зменшення активної ширини бази . Це приводить до зменшення рекомбінаційного струму бази, бо зменшується ймовірність рекомбінації дірок з електронами. Однак при одержанні вихідних характеристик БТ зі спільним емітером потрібно підтримувати струм
бази IБ IБрек |
(1 h21Б )I E саме постійним. Тому зменшення |
струму бази можна компенсувати збільшенням струму емітера IЕ (за рахунок збільшення напруги UБЕ ). А ця обставина викликає додаткове зростання колекторного струму IК .
7.1.3 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним колектором
Вхідні |
характеристики |
БТ |
в |
ССК |
IБ f (UБК )/UEK |
const показано на рисунку 7.15. |
|
|
|
Рисунок 7.15 – Статичні вхідні характеристики БТ зі спільним колектором
84
|
При UБК UEK ЕП ввімкнено у зворотному напрямі, |
і через |
|||||
базу проходить лише зворотний струм колектора I КБ0 . При UБК UEK |
|||||||
ЕП відкривається, |
струм бази змінюється при зменшенні напруги UБK . |
||||||
Це відбувається тому, |
що при зменшенні UБK зростає напруга UEБ , |
||||||
оскільки |
вихідна |
напруга UEK підтримується |
постійно. |
Але |
це |
||
приводить до зростання струму емітера IЕ і зв’язаного з ним струму |
|||||||
бази |
IБ . |
Вихідні характеристики транзистора зі спільним колектором |
|||||
IЕ |
f (UKE ) при |
IБ const майже нічим не |
відрізняються |
від |
|||
вихідних характеристик схеми зі спільним емітером, тому що IЕ IK ,
аUЕK UKE .
7.1.4Вплив температури на статичні характеристики транзисторів
Температурна залежність вихідних або вхідних характеристик зумовлена зміною відповідно колекторного або емітерного струму при зміні температури.
Схема зі спільною базою У ССБ, згідно з рівнянням (6.10), зміна колекторного струму
при постійному струмі емітера
dIK IEdh21Б dhKБ0 .
Відносна зміна струму колектора
|
dI |
K |
|
I |
E |
dh |
|
dIKБ |
0 |
= |
dh |
21Б |
|
|
IKБ |
0 |
|
dIКБ |
0 |
. |
(7.6) |
|
IK |
IK |
21Б |
|
IK |
|
|
h21Б |
IK IКБ0 |
|
|
|
|||||||||
Коефіцієнт |
передачі |
струму емітера |
h21Б від |
температури |
|||||||||||||||||
майже не залежить, тому температурна зміна h21Б |
|
не впливає на дрейф |
|||||||||||||||||||
характеристик. Другий додаток у формулі (7.39) визначає температурний дрейф характеристик, викликаний температурною
зміною зворотного струму колектора I КБ0 : |
|
|
|||||
I |
КБ0 |
(T ) I |
КБ |
(T )ea(T2 T1) |
, |
(7.7) |
|
|
2 |
0 |
1 |
|
|
||
де IКБ0 (T1) - зворотний струм при температурі T1 ;
IКБ0 (T2 ) - зворотний струм при температурі T2 ;
85