Статические характеристики транзистора в схеме с ОБ

 

Статические характеристики для схемы с ОБ (рис. 1.7) обычно представляются в виде семейства выходных (коллекторных) характеристик I_c(V_c) с параметром I_e (1.15а) и семейства входных (эмиттерных) характеристик I_e(V_e) с параметром V_c:

I_c = αI_e – I_e0[exp(qV_c/kT)-1] (1.15а)

В последнем случае связь между напряжением и током, действующими на эмиттере определяется соотношением:

V_e = , (1.15б)

где I_e0 и I_c0—обратные токи эмиттера и коллектора при разомкнутом коллекторе и эмиттере соответственно, а α — коэффициент передачи коллекторного тока, который учитывает обратное влияние тока коллектора на ток эмиттера.

В зависимости от того, как включены р— n-переходы транзистора, различают три режима работы транзистора.

1. Активный режим (эмиттерный переход открыт, коллекторный закрыт, т. е. V_c <0). В нем имеет место эффективное управление транзистором, и он может выполнять функции активного элемента — быть усилителем, генератором и т. д.

2. Режим отсечки (оба перехода закрыты, т. е. I_e<0), ток коллектора неуправляем.

3. Режим насыщения (оба перехода открыты, т. е. V_c >0), ток коллектора неуправляем.

Последние два режима транзистора используются в ключевых импульсных схемах.

 

Рис. 1.7. Статические характеристики транзистора при включении по схеме с ОБ: а—коллекторные (выходные); б—эмиттерные (входные).

 

 

Рассмотрим более детально активный режим. Для него справедливы соотношения V_c < 0; |V_c|>>kT/q, V_e>>kT/q, при которых выражения (1.15а) и (1.15б) переходят в следующие:

I_c = αI_e+I_c0 (1.16а)

V_e = (1.16б)

Выражение (1.16а) широко используется на практике. Как видно из рис. 1.7а, в активной области ток коллектора практически не зависит от напряжения на коллекторе. При изменении тока эмиттера на величину ΔI_e зависимость I_c(V_c)сдвигается на величину ΔI_c = αΔI_e. Реальные коллекторные характеристики за счет зависимости α и I_c0 от I_e и V_c.имеют конечный наклон, который резко увеличивается в области, близкой к пробою, когда напряжение на коллекторе V_c достигает напряжения лавинного пробоя V_M. При больших обратных смещениях на коллекторе начинаются процессы ударной ионизации, и при любом I_e коллекторный ток увеличивается в М раз: I_c(V_M) =MI_c0, где М— коэффициент ударной ионизации, описывающейся полуэмпирической формулой

M = (1.17)

где n=3 для базы из п—Ge и р—Si и n=5 для базы из р—Ge и п— Si. Лавинное умножение тока в области больших V_c приводит также к увеличению α, т. е. α _M=М α.

Влияние V_c на эмиттерные характеристики не столь существенно, и последние образуют довольно плотный пучок. Кривая при V_c = 0 является обычной диодной характеристикой.