Режим покоя биполярного транзистора

Работу биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ в цепь постоянного тока (рис. 4.3), определяют статическими коллекторными I _к(U _кв) _{I Б = const} (Рис. 4.4, a) и базо­выми I _Б(U _БЭ) _{U КЭ = const} характеристиками. Последние в своем семей­стве мало отличаются друг от друга и поэтому представлены на рис. 4.4, б одной характеристикой. Напряжение U _БЭ на базовой характеристике, при котором ток базы I _Э = 0, называется порого­вым напряжением проводимости перехода между эмиттером и ба­зой, или напряжением отсечки U_{БЭ отс.} Приближенно это напряже­ние определяется на оси абсцисс в точке ее пересечения с про­должением восходящего линейного участка базовой характери­стики.

Рис. 4.3

Основными статическими параметрами биполярного транзис­тора являются (табл. 4.1):

· максимально допустимые постоянные ток коллектора I _{k max},

ток базы I _Бmax, напряжения U _KЭmax и U _KЭmax, мощность потерь в коллекторе P _Kmax;

· коэффициент передачи, или усиления, постоянного тока при напряжении U _КЭ = const

(4.1)

Они определяют область работы транзистора, отмеченную на рис 4.4 а штриховой

Рис. 4.4

Таблица 4.1 Электрические параметры некоторых типов биополярных транзисторов при 25⁰С (по данным компании Моторола)

 

Тип транзистора	U КЭ max, B	I К max, A	I Б max, A	P Кmax, Bт	U ЭБ max, B	Н *21	I К отс, A	U* КЭ max, B
2N5877						20…100	0, 5
2N5884			7, 5			200…100
2N5655		0, 5	0, 25			30…250	0, 1
2N5686						15…60

 

 

Окончание табл. 4.1

 

Тип транзистора	f *1 МГц	h *21	∆ t *зад, мкс	∆ t *нар, мкс	∆ t *рас, мкс	∆ t *спад, мкс
2N5877			0, 04	0, 3	0, 6	0, 3
2N5884			-	0, 7	1, 0	0, 8
2N5655			0, 04	0, 12	0, 33	0, 22
2N5686			0, 03	0, 4	0, 5	0, 23

 

1.2 Режим малого сигнала биполярного транзистора

 

Если кро­ме постоянных напряжений U _БЭ и U _KЭ между базой и эмиттером при­ложено также изменяющееся во времени напряжение и_БЭ малого значения, то работу транзистора можно рассматривать как наложе­ние режима покоя при отсутствии напряжения и режима малого сигнала при отсутствии напряжений U _KБ и U _KЭ в схеме замещения на рис. 4.5, параметры которой имеют значения

 

(4.2)

 

В схеме замещения на рис. 4.5: h ₁₁ = R _вх и 1/ h ₂₂ = R _вых — входное и выходное сопротивления; h ₂₁ i _Б — источник тока, управляемый током базы i _Б. Последнее обстоятельство позволяет считать, что биполярный транзистор представляет собой прибор, управляемый током.

Величина h ₂₁ называется коэффициентом передачи, или усиле­ния, тока в режиме малого сигнала.

Рис. 4.5

 

Заметим, что с учетом инерционности носителей заряда и элек­трических емкостей р-п -переходов параметры биполярного тран­зистора в режиме синусоидального сигнала зависят от частоты. Поэтому значения параметров (4.2) справедливы для малого си­нусоидального сигнала низкой частоты.

Частотные свойства биполярного транзистора определяет ло­гарифмическая амплитудно-частотная характеристика коэффици­ента передачи тока, приведенная на рис. 4.6. Она устанавливает граничную угловую частоту ω _гр, при которой коэффициент пере­дачи тока относительно его значения при угловой частоте ω = 0 уменьшается в раз, а величина 201 lg h ₂₁ на 201 lg =3дБ, и угловую частоту единичной передачи тока ω ₁ или частоту , при которой коэффициент передачи тока h ₂₁ = 1.

 

Рис. 4.6

 

Коэффициент передачи тока Н₂\ и частота единичной передачи тока / являются основными параметрами биполярного транзис­тора (см. табл. 4.1).