Общ. хар-ка транзистора в схеме включения с ОЭ. Понятие сквозного тока транз

Общий электрод - эмиттер. Входным электродом является база, а выходным – коллектор. В схеме включения с ОЭ входной сигнал подводится к участку база-эмиттер транзистора, а снимается с участка коллектор-эмиттер, входным током является ток базы , а выходным – ток коллектора I к (рис.1). Схема включения транзистора рис.1 соответствует его активному режиму работы. Токи, протекающие в выводах транзистора, и все физические процессы в транзисторе не изменяются при изменении схемы его включения, следовательно, при протекании в цепи эмиттера тока I э в выводах коллектора и базы протекают токи: I к =α I э + I ко и I б =(1−α) I э – I ко

Поскольку I к > I б, то транзистор в схеме включения с ОЭ усиливает не только по напряжению, но и по току. Коэффициент усиления по току определяется из соотношения: β>1, если α> 0,5. Практическое применение находят транзисторы, имеющие α= 0,9 ÷ 0,995, в этом случае β = 10 ÷ 200. Для транзистора в схеме с ОЭ важно знать зависимость между выходными и входными токами. Используя выражение I к =α I э + I ко, а I э = I к + I б, находим, что I к =α I к +α I б + I ко, I к (1−α) =α I б + I ко. Отсюда получаем:

Таким образом, ток коллектора определяется выражением: I к = β I б + (1+ β) I ко. При I б =0 (обрыв базы) в цепи коллектор-эмиттер протекает ток, называемый сквозным током транзистора ко = (β+1) I ко. Усиление неуправляемого тока коллекторного перехода I ко в (β+1) раз объясняется наличием положительной обратной связи в транзисторе с оборванной базой.

Сущность этого явления заключается в том, что дырки, генерируемые в области коллекторного перехода, уходят в коллектор, а электроны остаются в базе. В базе скапливается отрицательный объемный заряд, который не может выйти из базы в виде тока, так как вывод базы оборван. В этом случае поле отрицательных объемных зарядов в базе воздействует на эмиттерный переход, снижая высоту его потенциального барьера, что приводит к увеличению инжекции дырок из эмиттера в базу. Некоторая часть инжектированных дырок рекомбинирует с электронами в базе, уменьшая накопленный заряд, но большая их часть проходит область базы и втягивается электрическим полем коллекторного перехода в коллектор, увеличивая ток коллектора.

Равновесие устанавливается в том случае, когда неравновесные электроны открывают путь в базу в (β +1) раз большему количеству дырок. Физические процессы, аналогичные вышеописанным, происходят и при включении в цепь базы большого сопротивления.

18. Вх. хар-ки транзистора в схеме с ОЭ. Их зав-ть от напряжения К и температуры.

Вх хар-ки: .

Первая входная характеристика (зав-ть 1 на рис. 3а) представлена для случая, когда напряжение коллектор-эмиттер равно нулю U кэ = 0(Короткое замыкание К с Э). В этом случае открывается не только ЭП, но и КП, транзистор работает в режиме насыщения и ток базы равен сумме общего тока эмиттера и общего тока коллектора и возрастает более резко при увеличении напряжения :

Вх хар-ка транзистора при начинается из начала координат, при увеличении по модулю напряжения база-эмиттер ток базы изменяется по экспоненциальному закону и напоминает прямую ветвь ВАХ двух параллельно включенных pn-переходов.

При подаче на K отрицательного напряжения, превышающего напряжение U бэ, КП закрывается и ток I к изменяет свое направление. В этом случае транзистор работает в активном усилительном режиме, ток К определяется выражением: I к =α I э + I ко, а ток базы =(1−α) I э − I ко и возрастает с ростом значительно медленнее; вх. хар-ка смещается вправо (зав-сть 2 рис.3а при = - 1 В). При U_БЭ=0 значение тока базы “-“ и опр-ся величиной неуправляемого тока КП, так как первое слагаемое выражения равно нулю (т.A на зависимости рис.3а). При подаче напряжения база-эмиттер не равным нулю эмиттер начинает инжектировать дырки в базу и появляется положительная составляющая тока базы, которая называется током рекомбинационных потерь базы. При некотором напряжении база-эмиттер ток рекомбинационных потерь базы компенсирует неуправляемый ток коллекторного перехода и суммарный ток базы равен нулю (т.B на рис.3а). На участке BC рис.3а ток рекомбинационных потерь базы превышает неуправляемый ток коллекторного перехода и общий ток базы быстро нарастает.

Дальнейшее увеличение напряжения коллектор-эмиттер (зав-сть 3 на рис. 3а при = -5 В) приводит к незначительному смещению входной хар-ки вправо, ибо с ростом напряжения U кэ вследствие эффекта модуляции толщины базы происходит увеличение коэффициента α и уменьшение тока базы. (|Uк|↑ при |Uэб|=const=>|Uкб|↑=>W↓=>α↑=>(1- α)Iэ↓)

Вх. хар-ки транзистора, снятые при различных температурах, пересекаются в области малых положительных токов базы (рис.3б). Пересечение характеристик объясняется тем, что ток базы имеет “+” и “-“ компоненты, каждая из которых увеличивается при увеличении температуры.

1. При малых значениях напряжения Б-Э вх. хар-ка смещается вниз вследствие роста тока I ко при увеличении Т, который возрастает экспоненциально. При этом точка пересечения вх. хар-ки транзистора оси напряжений Б-Э происходит правее характеристики, снятой при меньшей температуре (рис.3б).

2. Это происходит по двум причинам: во-первых, с ростом Т экспоненциально увеличивается неуправляемый ток КП и для его компенсации требуется большее значение тока рекомбинационных потерь Б; во-вторых, увеличение Т окр. среды ведет к возрастанию коэффициента передачи по току транзистора в схеме включения с общей базой, а это приводит к уменьшению тока рекомбинационных потерь базы.

3. В области больших токов базы входная характеристика смещается влево, так как рост температуры приводит к уменьшению высоты потенциального барьера, росту тока I э, а, следовательно, и тока