Материал: TTE_Lect1

Рисунок 8.2 – Залежність пробивної напруги від режиму роботи БТ

Якщо тепер розірвати лише базове коло (рисунок 8.1, б), тобто

IБ 0, то колекторний струм дорівнюватиме

IK (крива IБ 0 на рисунку 8.2). Враховуючи цю умову і вираз (8.4), можна одержати формулу для визначення пробивної напруги колектор – емітер при IБ 0

3 Вплив опору у колі бази. Пробивна напруга БТ залежить від величини опору RБ , увімкненого в базове коло. Цей опір (рис. 8.1, б)

зумовлює позитивний зворотний зв’язок між виходом і входом транзистора: зростання колекторного струму в граничному режимі (при

UKE UКБпроб ) приводить до збільшення прямої напруги на ЕП, що, у

свою чергу, веде до подальшого зростання IК , нового збільшення IБ і т.д. Внаслідок цього транзистор втрачає стійкість і пробивається (крива

RБ на рисунку 8.2).

Чим більший RБ , тим сильніший позитивний зворотний зв’язок. Найгіршим є випадок розриву кола бази ( IБ 0), коли

пробивна напруга стає мінімальною (рисунок 8.2). Саме з цієї причини звичайно забороняється застосовувати транзистори у режимі розімкненого базового кола. Особливо недопустимим є такий режим для

потужних БТ, які в цьому випадку пробиваються при малих UKE .

Найбільш стійким є режим при RБ =0. Однак через вплив розподіленого опору бази rБ навіть при RБ пробивна напруга залишається меншою, ніж при вимкненому емітері (крива UEБ =0 на

рисунку 8.2).

Слід зауважити, що ввімкнення опору до емітерного кола сприяє збільшенню пробивної напруги, бо таке ввімкнення забезпечує лояву негативного зворотного зв’язку, який певною мірою компенсує

дію опору RБ .

4 Вторинний пробій. При значному колекторному струмі, особливо в імпульсному режимі, в БТ може виникнути вторинний пробій, який супроводжується різким зменшенням напруги колектора при одночасному збільшенні колекторного струму, і на вихідній

92

характеристиці з’являється ділянка з негативним диференційним опором (пунктирна крива на рисунку 8.2). Колекторний струм, при якому виникає вторинний пробій, зменшується зі збільшенням

зворотної напруги UKE . Можливість виникнення вторинного пробою залежить також від опору навантаження БТ, а також від напруги живлення EK .

Розвиток вторинного пробою суттєво визначається локальними неоднорідностями транзисторної структури, які зумовлюють нерівномірний розподіл густини струму, місцевий нагрів, а потім і перегрів структури, що супроводжується проплавлянням бази.

5 Пробій змикання – це пробій, зумовлений змиканням ЕП та КП. Розширення КП у бік бази внаслідок того, що концентрація домішок у базі нижча, ніж у колекторі, може привести до того, що при певній напрузі змикання КП заповнить собою всю базову область і з’єднається з ЕП. Транзистор при цьому втрачає свої підсилювальні властивості. Цей ефект має значення для БТ з дуже вузькою базою, у яких напруга змикання невелика і відповідає гранично допустимій напрузі колектора.

8.1.2 Максимально допустима потужність, що розсіюється колектором

При проходженні струму через транзистор тепло виділяється головним чином на КП, оскільки саме він має найбільший електричний опір в усій транзисторній структурі. Відведення тепла від КП в БТ здійснюється за рахунок теплопровідності. Максимальна потужність розсіювання транзистора визначається максимально допустимою

температурою його КП Tmax і температурою навколишнього середовища T0 , а також тепловим опором тепловідведення RT :

пробою. Максимально допустима напруга UKE max обмежується ймовірністю лавинного пробою КП і наводиться у довідниках. При цьому для більшості транзисторів UKE max UKБ max .

Отже, вибір робочого режиму БТ зумовлено трьома обмеженнями (рисунок 8.3):

1)IК max - максимальним струмом колектора;

2)UKE max - максимальною колекторною напругою;

3)PK max PK IKUKE - максимальною потужністю, що

розсіюється колектором. При перевищенні цих граничних параметрів БТ може вийти з ладу, надійність роботи транзисторної схеми різко зменшується.

Рисунок 8.3 – Фактори, що обмежують вибір робочої точки БТ зі спільним емітером

8.2 Диференційні параметри біполярного транзистора

8.2.1 Оцінка властивостей транзистора

Властивості транзистора в АР оцінюються за допомогою диференційних, або малосигнальних, параметрів.

Розглянемо гібридні диференційні параметри транзистора (h - параметри), оскільки саме вони найчастіше використовуються на практиці.

У діапазоні низьких частот h - параметри установлюють відповідність між малими амплітудами (приростами) струмів і напруг

94

чотириполюсника (рисунок 7.1). Ця відповідність описується такою системою рівнянь:

На відношення параметра до відповідної схеми вмикання БТ вказують індекси: “Б” – ССБ, “Е” – ССЕ, “К” – ССК.

За рівнянням (8.7) на рисунку 8.4а зображена формальна еквівалентна схема БТ в системі h - параметрів.

Рисунок 8.4а – Формальна еквівалентна схема БТ в системі h - параметрів

Оскільки h-параметри належать до однієї, з гібридними характеристиками, системи, то вони добре узгоджені з характеристиками, легко можуть бути визначені з останніх. З цією

95