Материал: Tverdotila_elektronika

I Å . При збільшенні I Å опір активної області бази rÁ

зменшується, і сумарний опір бази визначається здебільшого пасивними областями.

Залежність f (IE ) відома з попереднього матеріалу. Щоб зміна при зміні струму I Å була помітніша, на

Залежність фізичних параметрів від напруги U KÁ показана на рисунку 3.41.

Рисунок 3.41 - Залежність фізичних параметрів БТ від колекторної напруги

а потім зменшується внаслідок ударної іонізації і множення носіїв у запірному шарі, а також за рахунок процесів поверхневого витоку. Залежність опору rÁ від напруги U KÁ

зумовлюється модуляцією активної ширини бази: при збільшенні U KÁ зменшується ширина бази, зменшується ймовірність рекомбінації неосновних носіїв і зменшується

124

базовий струм, тобто дещо зростає базовий опір rÁ . Залежність f (U ÊÁ ) відома з попереднього матеріалу.

Залежність фізичних параметрів БТ від температури показана на рисунку 3.42.

Рисунок 3.42 - Залежність фізичних параметрів БТ від температури

Опір БТ rE згідно з формулою (3.52) лінійно залежить

від температури. Коефіцієнт передачі струму збільшується під час нагрівання, оскільки час життя носіїв зростає при збільшенні температури (і тому зростає дифузійна довжина дірок у базі LpÁ і збільшується

коефіцієнт перенесення - див. формулу (3.7)).

Опір rK спочатку при підвищенні температури зростає

згідно з формулою (3.54), що забезпечується збільшенням, а потім дещо зменшується внаслідок поверхневого витоку та ударної іонізації. Опір бази rÁ спочатку зростає, оскільки зростає середній час життя носіїв, і, отже, зменшується струм I Á . Згодом, при кімнатній температурі

за рахунок процесів термогенерації у слабколегованій базі збільшується концентрація основних носіїв, і опір бази стає меншим.

125

3.3 Робота біполярного транзистора у динамічному режимі

Під час роботи БТ у різних електронних схемах до його вхідного кола находять сигнали у формі змінної напруги, яка змінює вхідний та вихідний струм приладу. У цьому разі БТ працює в динамічному режимі: зміна струму колектора I K у транзисторі відбувається внаслідок одночасної зміни

вхідного струму ( I E або I Á ) і напруги на колекторі (U ÊÁ або U ÊE ). Основним різновидом динамічного режиму БТ є підсилювальний режим.

3.3.1 Принцип дії підсилювального каскаду на біполярному транзисторі

Схема зі спільною базою

Схема транзистора підсилювача зі спільною базою зображена на рисунку 3.43.

Рисунок 3.43 – Підсилювальний каскад зі спільною базою

За відсутності вхідного сигналу (Uâõ 0 ) у вхідному колі БТ діє напруга спокою UÅÁ0 , створена за рахунок джерела ÅÅ , і протікає струм IE0 - емітерний струм

126

спокою. У вихідному колі діють відповідно напруга UÊÁ0

U ÅÁ EE Umâõ sin t .

Часові діаграми напруги і струмів каскаду показано на рисунку 3.44. Оскільки БТ працює в активному режимі, разом зі зміною U ÅÁ змінюватимуться емітерний I E ,

колекторний I K струми, а також напруга на колекторі U ÊÁ (рис. 3.44). Колекторна напруга змінюється за законом

UKÁ EE IK0 RK RK ImK sin t .

З діаграм видно, що вхідна U âõ і вихідна Uâuõ напруги

схеми змінюються у фазі одна відносно іншої (каскад за схемою зі спільною базою не інвертує вхідного сигналу). Амплітуда Uò âuõ може бути більша за амплітуду вхідного

сигналу, якщо відповідно вибрати величину колекторного опору RK , тобто в цьому випадку каскад підсилює напругу. Процес підсилення полягає в перетворенні енергії джерела живлення EK в енергію вихідного сигналу. При цьому транзистор відіграє роль своєрідного регулятора, який керує струмом джерела EK . Величина і форма вихідної напруги залежать не тільки від величини і форми вхідного сигналу, величини RK , але й від вибору положення початкової робочої точки на характеристиках БТ (UEÁ0 , IE0 ,UÊÁ0 , IK0 ).

127

Схема зі спільним емітером

Схема транзисторного підсилювача зі спільним емітером показана на рисунку 3.45, а часові діаграми пристрою – на рисунку 3.46. Режим спокою забезпечується

Рисунок 3.45 – Підсилювальний каскад зі спільним емітером

У режимі підсилення вхідного сигналу під час додатного півперіоду вхідної напруги пряма напруга ЕП транзистора зменшується, струм бази I Á та колектора I K також

зменшуються, що викликає збільшення напруги колектора U KE . Якщо робота відбувається на лінійній ділянці

характеристики транзистора, то форми змінних складових струмів бази і колектора збігаються з формою вхідної напруги, а зміна напруги на колекторі, зумовлена змінною складовою колекторного струму, є протифазною відносно вхідної напруги. Отже, схема підсилювального каскаду на БТ зі спільним емітером є інвертувальною схемою. Як випливає з попереднього матеріалу, схема рисунка 3.45 здатна підсилювати не лише напругу, а й струм.

128