Материал: Tverdotila_elektronika

Вирази (3.30) та (3.31) називаються рівняннями ЕберсаМолла. Оскільки IÁ IE IÊ , то

Одержані рівняння Еберса-Молла описують нелінійну модель ідеалізованого транзистора. Вони застосовуються при комп’ютерному аналізі електронних схем.

3.2 Статичні характеристики і параметри біполярних транзисторів

Статичним режимом напівпровідникового приладу називають режим, у якому всі параметри (напруги, струми електродів) постійні. Статичні характеристики виражають залежність між струмом електрода і постійними напругами на електродах приладу.

При аналізі БТ у статичному режимі важливо встановити зв’язок між його струмами і напругами. З цією метою БТ можна подати як чотириполюсник, на вході якого діють комплексні вхідні напруги U âõ і струм Iâõ , а на

виході – комплексні Uâèõ і Iâèõ (рис. 3.11). Якщо

чотириполюсник у загальному випадку нелінійний, тобто вхідні напруги і струм змінюються в широких межах, то функціональна залежність Uâèõ , Iâèõ від U âõ , Iâõ описується в формі статичних характеристик.

Рисунок 3.13 – БТ як чотириполюсник

89

Параметри чотириполюсника, які також описують зв’язок між вхідними та вихідними величинами чотириполюсника в статичному режимі, на відміну від характеристик визначаються при малих змінах U âõ та Iâõ , і

тому чотириполюсник у цьому разі вважається лінійним, а параметри називаються малосигнальними.

Характеристики і параметри БТ як чотириполюсника розподіляються між системами залежно від того, які напруги і струми беруться за аргументи, а які – за значення функцій. Найбільш поширеними є три системи характеристик і параметрів: Y-, Z- та Н- системи (таблиця 3.3).

Таблиця 3.3

Оскільки найбільше прикладне значення має Н-система характеристик і параметрів (так звана гібридна система) і саме їй приділяється максимальна увага в інженерній практиці, в довідниках та іншій спеціальній літературі, то надалі розглядатимемо саме її, тобто вивчатимемо систему статичних гібридних характеристик і малосигнальних h- параметрів.

Отже, в Н-системі за аргументи беруться вхідний струм та вихідна напруга:

У статичному режимі один з аргументів фіксується і БТ можна описати такими сім’ями характеристик:

90

вхідних U âõ = f (Iâõ) Uâèõ const ;

зворотного зв’язку U âõ = f (Uâuõ) Iâõ const ;

Крім того, останні дві сім’ї, які застосовуються рідше, ніж сім’ї вхідних і вихідних характеристик, можуть бути одержані з перших. Розглянемо статичні гібридні характеристики БТ для кожної схеми ввімкнення окремо.

3.2.1 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільною базою

Теоретично статичні характеристики БТ у ССБ можуть бути одержані за допомогою рівнянь Еберса – Молла. Але в цих рівняннях не враховуються опір бази і модуляція її товщини залежно від зміни напруги U ÊÁ . Тому на практиці

застосовують експериментально зняті статичні характеристики. Схему для зняття характеристик БТ зі спільною базою зображено на рисунку 3.12.

Рисунок 3.12 – Схема лабораторного зняття статичних характеристик БТ зі спільною базою

91

Слід зауважити, що при одержанні характеристик для n-p-n транзистора потрібно змінити полярність напруг

U EÁ і U ÊÁ .

Вхідні характеристики

зміщується вгору, в бік більших струмів емітера. Причина цього зміщення:

1) при збільшенні негативної U ÊÁ зменшується активна ширина бази , зростає градієнт концентрації дірок у базі (рис. 3.14), і тому при незмінній напрузі U EÁ збільшується

IÅ ;

92