Материал: Tverdotila_elektronika

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

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 характе­ристиці з’являється ділянка з негативним диференціальним опором (пунктирна крива на рисунку 3.33). Колекторний струм, при якому виникає вторинний пробій, зменшується зі збільшенням зворотної напруги . Можливість виник­нення вторинного пробою залежить від опору навантаження БТ, а також від напруги живлення .

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 граничній допустимій напрузі колектора.

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 у БТ здійснюється за рахунок теплопровідності. Максимальна потужність розсіювання транзистора визначається максимально допустимою температурою його КП і температурою навколишнього середовища , а також тепловим опором тепловідведення :

. (3.49)

З іншого боку, потужність, що розсіюється колектором, визначається струмом та напругою (). Робочий струм БТ не повинен перевищувати - максимально допустимий колекторний струм, значення якого дається у довідниках. При транзистор перегрівається, зростає ймовірність теплового пробою. Максимально допустима напруга обмежується ймовірністю лавинного пробою КП і наводиться у довідниках.

При цьому для більшості транзисторів .

Отже, вибір робочого режиму БТ зумовлено трьома обмеженнями (рис. 3.34):

1.  - максимальним струмом колектора;

2.   - максимальною колекторною напругою;

3.   - максимальною потужністю, що розсіюється колектором.

Рисунок 3.34 – Фактори, що обмежують вибір робочої точки БТ зі спільним емітером

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

3.2.6 Диференціальні параметри біполярного транзистора

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

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

У діапазоні низьких частот - параметри установ­люють відповідність між малими амплітудами (приростами) струмів і напруг чотириполюсника (рис. 3.11). Ця відповід­ність описується такою системою рівнянь:

(3.50)

де - вхідний опір БТ, Ом;

- коефіцієнт зворотного зв’язку БТ за напругою;

- коефіцієнт передачі струму БТ;

- вихідна провідність БТ, Ом^-1.

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

За рівнянням (3.50) на рисунку 3.35 зображена формальна еквівалентна схема БТ у системі - параметрів.

Рисунок 3.35 – Формальна еквівалентна схема БТ у системі  - параметрів

Оскільки - параметри належать до однієї з гібридними характеристиками системи, то вони добре узгоджені з характеристиками, легко можуть бути визначені з останніх. З цією метою в системі (3.50) малі амплітуди , , , треба замінити приростами , , , . Одержимо систему рівнянь

(3.51)

з якої аналогічно можна знайти -параметри, фіксуючи той чи інший аргумент (, тобто або , тобто ).

Для прикладу знайдемо -параметри у схемі зі спіль­ним емітером, використовуючи статичні характеристики цієї схеми.

Параметри та визначають за вхідними характеристиками (рис. 3.36):

,

.

Параметри та визначають за вихідними характеристиками (рис. 3.37):

,

Зв'язок між h-параметрами для різних схем увімкнення бт

На практиці часто виникають задачі визначення параметрів БТ у заданій схемі ввімкнення за відомими параметрами з іншої схеми. З цією метою використовують таблицю перерахунку (табл. 3.4).

Таблиця 3.4

3.2.7 Фізичні параметри та еквівалентні схеми біполярних транзисторів

Застосування - параметрів іноді супроводжується значними труднощами, оскільки кожній схемі ввімкнення БТ відповідають свої -параметри. Значно простіше при аналізі транзисторних схем використовувати фізичні еквівалентні схеми транзисторів, які містять у собі фізичні (реальні) параметри БТ.