Site Loader
Posted on 25.04.1987

Содержание

Вольт-амперная характеристика — транзистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Cтраница 4

На рис. 8.1, а приведен транзистор, включенный по схеме ОЭ, и показаны положительные направления токов и напряжений на его электродах; вольт-амперные характеристики транзистора 1К — IK ( кэ) при разных токах базы показаны на рис. 8.1, б, для простоты характеристики представлены отрезками прямых.  [46]

Транзистор типа р-п — р в схеме с общим эмиттером.| Транзистор типа р-п — р.  [47]

На рис. 8.1, а приведен транзистор, включенный по схеме ОЭ, и показаны положительные направления токов и напряжений на его электродах; вольт-амперные характеристики транзистора JK JK ( Икэ) при разных токах базы показаны на рис. 8.1, б, для простоты характеристики представлены отрезками прямых.  [48]

Транзистор типа р-п — р в схеме с общим эмиттером.
а-условное обозначение. б-вольт-амперные характеристики.| Транзистор типа p — n — p.  [49]

На рис. 8.1, а приведен транзистор, включенный по схеме ОЭ, и показаны положительные направления токов и напряжений на его электродах; вольт-амперные характеристики транзистора I K I K ( нкэ) при разных токах базы показаны на рис. 8.1, б, для простоты характеристики представлены отрезками прямых.  [50]

На рис. 2 — 13 а показана схема панорамного измерения вольт-амперной характеристики стабилитрона, а на рис. 2 — 13 6 и в показаны схемы измерения входной и выходной вольт-амперных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.  [51]

Испытания транзисторов на стабильность характеристик показали, что у транзисторов малой мощности, работающих в режиме, близком к допустимому, в течение первых 50 ч работы наблюдается смещение вольт-амперной характеристики транзистора, включенного по схеме со свободной базой, примерно на 10 % в сторону увеличения тока. У транзисторов большой мощности смещение характеристик наблюдается до 150 ч непрерывной работы в режиме, близком к предельно допустимому, а величина приращения тока достигает 40 % i от первоначального значения.  [52]

Транзистор в виде трехполюсника.| Схемы замещения транзистора. а — с зависимым источником тока и б — с зависимым источником напряжения.  [53]

Следует подчеркнуть, что гэ, гб и гк являются дифференциальными сопротивлениями для переменных составляющих токов, амплитуды которых достаточно малы, чтобы оправдывалось допущение о линейности используемых участков соответствующих вольт-амперных характеристик транзистора. Иными словами, подразумевается режим усиления слабых сигналов.  [54]

В нашем случае ( кривая / /, рис. 79 Э — кривая напряжения на емкости С рис. 79 а) амплитуды противоположных по знаку дифференцированных импульсов / / ( рис. 79 е) будут отличаться из-за нелинейности

вольт-амперной характеристики транзистора.  [55]

Зависимость между параметрами транзистора, так же как и диода, выражается вольт-амперными характеристиками. Вольт-амперные характеристики транзисторов, как и электровакуумных ламп, нелинейны, поэтому их параметры во многом зависят от выбора рабочей точки. Состояние транзистора определяется четырьмя переменными. Следовательно, для полного описания состояния транзистора необходимо иметь два семейства статических характеристик, содержащих зависимость трех величин. Удобно в качестве независимых переменных принять напряжение. Это позволяет пользоваться для расчетов терминологией и методикой, применяемыми для схем с электровакуумными лампами. Как правило, в справочниках приводятся вольт-амперные характеристики транзисторов, включенных по схемам с общей базой и общим эмиттером.  [56]

Основой графического расчета являются входные и выходные вольт-амперные характеристики биполярного транзистора. Вольт-амперные характеристики транзистора, полученные без включения нагрузки во внешнюю цепь, называются статическими, а при включении нагрузки — динамическими.

 [57]

Области на плоскости семейства коллекторных характеристик.  [58]

В связи с нелинейностью вольт-амперных характеристик транзисторов в работе транзисторных генераторов различают недонапряженный, критический и перенапряженный режим работы.  [59]

Точное аналитическое выражение, описывающее семейство вольт-амперных характеристик МДП транзистора [6], чрезвычайно сложно для использования в инженерных расчетах. Поэтому на практике применяют различные аппроксимированные выражения, с большей или меньшей точностью описывающие вольт-амперные характеристики транзистора

.  [60]

Страницы:      1    2    3    4

Как построить вах транзистора

Наиболее полно свойства биполярного транзистора описываются с помощью вольт-амперных ВАХ характеристик. При этом различают входные и выходные ВАХ транзистора. Поскольку все три тока базовый, коллекторный и эмиттерный в транзисторе тесно взаимосвязаны, при анализе работы транзистора необходимо пользоваться одновременно входными и выходными ВАХ. Каждой схеме включения транзистора соответствуют свои вольт-амперные характеристики, представляющие собой функциональную зависимость токов через транзистор от приложенных напряжений.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Задание 1. Построение вольтамперных характеристик транзистора в схеме с ОЭ
  • ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
  • Вольт-амперные характеристики транзистора
  • Как построить ВАХ прямую нагрузки ?
  • 10. 4. Расчет и исследование параметров рабочей точки в транзисторных каскадах
  • Вольт-амперная характеристика
  • Проектирование электронных устройств в Multisim 12.0. Часть 15

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ВАХ Транзистора

Задание 1. Построение вольтамперных характеристик транзистора в схеме с ОЭ


Цель работы — достичь понимания свойств и характеристик биполярных транзисторов в схеме с общим эмиттером, приобрести навыки экспериментального определения семейств их статических вольт — амперных характеристик ВАХ и научиться использовать их для практического определения соответствия параметров биполярных транзисторов техническим условиям или справочным данным.

Определить напряжение насыщения и отсечки, а также токи при этих напряжениях. Построить зависимость выделяемой в транзисторе мощности от входного тока при переводе транзистора из режима отсечки в режим насыщения. Повторить условные обозначения элементов в электрических цепях и их буквенные обозначения по действующим ГОСТам. Рекомендуемые приборы: 1 генератор тока ГТ мА и генератор напряжения ГН2 0, В , находящиеся на нижней панели стенда, 2 мультиметры, находящиеся на правой и левой панелях стенда, 3 биполярный транзистор, выдаваемый преподавателем типа n-p-n либо p-n-p , 4 соединительные провода.

Переключатель мультиметра — измерителя напряжения установить в положение 0,2 В, а измерителя тока в положение 0,5 мА. Для измерения выходных напряжений использовать мультиметр — измеритель напряжения, переключив его на соответствующий предел 20 В. Перед началом эксперимента подключить стенд к сети В, 50 Гц. При этом должна загореться подсветка включателя. Поскольку семейство входных характеристик должно сниматься при постоянном выходном напряжении, то при изменении тока базы необходимо периодически следить с помощью мультиметра — вольтметра за тем, чтобы выходное напряжение не изменялось.

При обнаружении его изменения необходимо ручкой регулятора ГН2 восстановить первоначально установленную его величину. Рекомендуется семейство входных ВАХ снимать при следующих постоянных напряжениях коллектор-эмиттер 0; 0,5; 5; 10; 15 В. Затем выключить стенд, полученные значения токов и напряжений занести в таблицу. После проверки собранной схемы рисунок 2 или 3 в зависимости от типа транзистора необходимо включить стенд, задать с помощью генератора тока ГТ ток базы и поддерживать его постоянным в ходе эксперимента по определению каждой выходной ВАХ всего семейства.

Рекомендуемый ряд задаваемых в этом эксперименте токов базы — 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мА. Контролировать ток необходимо мультиметром — амперметром, включаемым вместо перемычки П. При каждом из этих значений тока базы необходимо снять точек ВАХ в диапазоне изменения напряжения коллектор-эмиттер от 1 до 15 В. Поскольку ток коллектора наиболее круто возрастает в диапазоне от 0 до 1 В, то в этом диапазоне рекомендуется снять 10 точек с шагом 0,1 В. Не следует забывать о поддержании тока базы постоянным.

Эксперимент проводить как можно быстрее во избежание излишнего саморазогрева транзистора. Построив от руки в рабочей тетради графики полученных семейств ВАХ, показать преподавателю. При расчетах учитывать потери не только от тока коллектора, но и от тока базы.

Расчет рекомендуется вести графо-аналитическим способом. При этом следует иметь в виду, что значения приращения тока коллектора, используемые при расчете параметров h31 и h32 имеет различную величину, также как и приращения входного напряжения при определении h21 и h Какие пределы измерения выставляются на приборах при определении входных и выходных ВАХ транзистора? В чем заключается принцип действия биполярного транзистора и особенности физических процессов в нем при различных режимах?

Каковы особенности работы биполярного транзистора в схеме с ОЭ по сравнению с другими схемами включения? Поделиться Поиск по сайту. Предыдущая 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Следующая. Поиск по сайту. Интересно знать Усиление отдельно стоящих фундаментов Светочувствительный аппарат глаза Класс Земноводные, или Амфибии Упражнения на перекладине Советы для родителей Память и ее тренировка Как защитить себя ВКонтакте?

Устройство теодолита. Орг — год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. Обратная связь.


ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Для использования транзисторов необходимо представление сведений о них в виде характеристик и параметров, которые позволяют правильно выбрать транзистор и определить режимы его работы. Транзистор по схеме с ОЭ описывается семействами выходных и входных характеристик. Выходной или коллекторной ВАХ транзистора называется зависимость коллекторного тока от напряжения между коллектором и эмиттером. Для снятия этой характеристики можно воспользоваться схемой рис. Семейство выходных ВАХ транзистора приведено на рис. Зависимость , как видно из рисунка, является нелинейной и может быть разбита на ряд участков. Выходные а и входные б характеристики биполярного транзистора На большей части характеристик при ток коллектора почти не зависит от напряжения пологий участок характеристик.

Кривая 1 представляет собой входную ВАХ транзистора (уравнение ) I *Б) и методом интерполяции построить ВАХ для заданного значения I*в.

Вольт-амперные характеристики транзистора

Освоение методики моделирования электронных схем в режиме расчёта передаточных функций по постоянному току. Изучение статических характеристик и низкочастотных параметров маломощных биполярных транзисторов Методические указания Схема измерения. Измеряемые характеристики и параметры В данной работе производится измерение на модели статических характеристик и низкочастотных параметров транзисторов, то есть характеристик, определяемых по постоянному току, и параметров, определяемых по приращениям постоянных токов и напряжений. Моделирование проводится для биполярного транзистора БТ типа n-p-n, включённого по схеме с общим эмиттером ОЭ рис. Последняя русская буква в обозначении типа транзистора заменяется соответствующей латинской буквой. Для того чтобы имя модели транзистора было видно на схеме, нужно двойным щелчком по символу транзистора открыть окно его атрибутов и включить флажок Display справа от строки Value, содержащей значение атрибута MODEL то есть имя модели транзистора. Модель источника напряжения Battery выбирается в подразделе Waveform Sources раздела Analog Primitives меню Component. Для биполярного транзистора в работе измеряются следующие статические характеристики: входная характеристика зависимость I Б U БЭ тока базы от напряжения между базой и эмиттером; проходная характеристика зависимость I К U БЭ тока коллектора от напряжения между базой и эмиттером; характеристика передачи тока базы зависимость I К I Б тока коллектора от тока базы; семейство выходных характеристик транзистора зависимостей I К U КЭ тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером при нескольких значениях напряжения на базе.

Как построить ВАХ прямую нагрузки ?

Мы продолжаем серию публикаций о работе с виртуальными приборами в программной среде Multisim. Данный цикл статей представляет описание виртуальных инструментов, их конфигурирование, процедуры подключения к исследуемой схеме. Так же рассматриваются такие вопросы как работа с несколькими инструментами, сохранение данных инструмента, просмотр результатов работы. В статье будут рассмотрены особенности работы с таким прибором как характериограф-IV. Характериограф — это устройство, предназначенное для наблюдения и исследования характеристик радиоэлектронных устройств и компонентов, при этом измерительная информация отображается на экране в виде кривых.

Для изготовления транзисторов применяют те же полупроводниковые материалы, что и для диодов. В биполярных транзисторах с помощью трехслойной полупроводниковой структуры из полупроводников различной электропроводности создаются два p—n-перехода с чередующими типами электропроводности p—n—p или n—p—n.

10.4. Расчет и исследование параметров рабочей точки в транзисторных каскадах

Схемы включения транзистора с ОЭ представлены на рис. Задание 2. Входные статические характеристики транзистора снимать для трех значений U КЭ , которые выбрать с помощью ключей 10В, 20В, 30В. Используя результаты измерений построить входные статические характеристики транзистора в схеме с ОЭ. Задание 3. Построить выходные статические характеристики транзистора в схеме с ОЭ.

Вольт-амперная характеристика

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Мультиметр и LCD дисплей очень пригодятся при отладке Шаг 2: Схема включения Первым делом надо было прикинуть схему включения. Напомню, что задача стоит измерение вольт-амперной характеристики полевого транзистора. А именно зависимости Iси тока сток-исток от напряжения Uз у затвора. Так как обычно аналого-цифровые преобразователи завязаны на измерении напряжения, нужна была схема для косвенного измерения тока по известному напряжению.

Исследование биполярного транзистора. 13 Используя вольт-амперную характеристику диода можно построить его схему замещения. Для этого.

Проектирование электронных устройств в Multisim 12.0. Часть 15

Характеристики показывают зависимость между токами и напряжениями транзистора и могут применяться для определения некоторых его параметров, необходимых для расчета транзисторных схем. Входные характеристики — это зависимость входного тока от входного напряжения при постоянстве напряжения на выходе. Выходные характеристики — это зависимость выходного тока от выходного напряжения при фиксированном значении входного тока. Наиболее часто на практике используют входные и выходные характеристики, которые обычно приводятся в справочной литературе и представляют собой усредненные зависимости большого числа однотипных транзисторов.

Упражнения Расчет и исследование параметров рабочей точки в транзисторных каскадах Методические указания Транзистор характеризуется двумя семействами вольт-амперных характеристик ВАХ : входных и выходных ВАХ. Семейство входных ВАХ представляет собой зависимость тока Iв от напряжения Uвэ при различных значениях напряжения Uкэ: Ниже изложены некоторые из них. Графоаналитический метод Этот метод основан на непосредственном использовании ВАХ транзистора, представленных в графическом виде.

Индексация напряжений, подаваемых на вход и выход БТ, двойная. Первая буква — первая буква названия входного или выходного выводов, вторая — общего вывода.

Цель работы — достичь понимания свойств и характеристик биполярных транзисторов в схеме с общим эмиттером, приобрести навыки экспериментального определения семейств их статических вольт — амперных характеристик ВАХ и научиться использовать их для практического определения соответствия параметров биполярных транзисторов техническим условиям или справочным данным. Определить напряжение насыщения и отсечки, а также токи при этих напряжениях. Построить зависимость выделяемой в транзисторе мощности от входного тока при переводе транзистора из режима отсечки в режим насыщения. Повторить условные обозначения элементов в электрических цепях и их буквенные обозначения по действующим ГОСТам. Рекомендуемые приборы: 1 генератор тока ГТ мА и генератор напряжения ГН2 0, В , находящиеся на нижней панели стенда, 2 мультиметры, находящиеся на правой и левой панелях стенда, 3 биполярный транзистор, выдаваемый преподавателем типа n-p-n либо p-n-p , 4 соединительные провода. Переключатель мультиметра — измерителя напряжения установить в положение 0,2 В, а измерителя тока в положение 0,5 мА.

Ток стока ПТ зависит как от значения, так и от полярности напряжений сток — исток и затвор — исток. При постоянном смещении на затворе увеличение напряжения на стоке от нуля вызывает резкое возрастание тока стока, которое продолжается до наступления насыщения тока стока. Затем ток устанавливается и остаётся относительно постоянным.


Статические вольт-амперные характеристики транзистора — Студопедия

Поделись  


При использовании транзисторов в различных схемах практический интерес представляют зависимости напряжения и тока входной цепи (входные вольт-амперные характеристики) и выходной цепи (выходные или коллекторные вольт-амперные характеристики). Эти характеристики могут быть записаны аналитически или построены графически. Последний способ наиболее прост и нагляден, поэтому он нашел преобладающее применение. Вольт-амперные характеристики снимают при относительно медленных изменениях тока и напряжения (по постоянному току), в связи с чем их называют статическими. Вид характеристик зависит от способа включения транзистора.

Существуют три способа включения транзистора: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). О способе включения с общей базой говорилось при рассмотрении принципа действия транзистора. Различие в способах включения зависит от того, какой из выводов транзистора является общим для входной и выходной цепей. В схеме ОБ общей точкой входной и выходной цепей является база, в схеме ОЭ — эмиттер, в схеме ОК — коллектор.

В силу того, что статические характеристики транзистора в схемах ОЭ или ОК примерно одинаковы, далее рассматриваются характеристики только для двух способов включения: ОБ и ОЭ.

Схема с общей базой (рисунок 2.12). Выходные характеристики транзистора в схеме ОБ отражают зависимость тока коллектора Iк от напряжения на коллекторе относительно базы Uкб при фиксированном токе эмиттера Iэ: Iк= F (Uкб)Iэ=сопst(рисунок 2.13, а). Здесь, как и ранее, рассматривается транзистор типа р-п-р, поэтому напряжение Uкб отрицательное.

Рисунок 2.12 — Схема включения транзистора с общей базой

Вольт-амперные характеристики имеют три характерные области: I — сильная зависимость Iк от Uкб (нелинейная начальная область), II — слабая зависимость Iк от Uкб (линейная область), III — пробой коллекторного перехода.

Для схемы ОБ характерно расположение начальной области I левее оси ординат. Это обусловлено тем, что напряжение на коллектор-

ном переходе транзистора в схеме ОБ определяется суммой внутренней разности потенциалов φ0 и внешнего напряжения Uкб. При Uкб = 0 и заданном токе эмиттера дырки перебрасываются в коллектор из базы под действием внутренней разности потенциалов φ0; при Uкб = 0 ток Iк ≠ 0. Чтобы уменьшить ток Iк, нужно создать встречный поток дырок через переход, т. е. перевести коллекторный переход путем изменения полярности напряжения Uкб в режим инжекции носителей заряда (в режим эмиттера).

При подаче некоторого напряжения положительной полярности Uкб (на рисунке 2.13, а откладывается влево от точки «0») потоки дырок через коллекторный переход будут взаимно скомпенсированы и ток Iэ = 0. Естественно, что для компенсации большего значения тока Iэ требуется подать напряжение Uкб большей величины. Этим объясняется смещение влево начальных участков характеристик при большем токе Iэ.

Особенностью характеристик в области II является их небольшой подъем при увеличении напряжения Uкб.

Некоторое увеличение тока Iк обусловливается увеличением коэффициента передачи тока α транзистора вследствие возникающего эффекта модуляции толщины базового слоя (эффекта модуляции базы), а также роста тока Iк0 = F (Uкб).

Рисунок 2.13 — Выходные характеристики транзистора, включенного по схеме ОБ; иллюстрация эффекта модуляции базы в транзисторе и зависимость коэффициента передачи тока α от тока эмиттера Iэ

Эффект модуляции базы связан с расширением коллекторного перехода lk за счет увеличения объемного заряда в нем (см. формулу 1.2), вызванного повышением напряжения Uкб (рисунок 2.13, б). Поскольку расширение перехода происходит главным образом за счет базового слоя, как более высокоомного, повышение напряжения Uкб приводит к уменьшению толщины базового слоя lб, а следовательно, к уменьшению числа актов рекомбинаций дырок с электронами в ней, увеличению коэффициента α и тока Iк.

Эффект модуляции базы иллюстрируется рисунке 2.13, б, на котором обозначения с индексом 1 относятся к напряжению Uкб1, а с индексом 2 — к напряжению Uкб2 (Uкб2 > Uкб1).

Постоянство задаваемого тока Iэ при снятии коллекторных характеристик обусловливает постоянство градиента концентрации дырок dp/dx на границе перехода n1 с базой. В связи с этим кривые распределения концентраций в базе pп2(x) и pп1(x) идут параллельно друг другу. Из рисунка 2.13, б следует, что начальные уровни концентраций дырок на границе эмиттерного перехода с базой получаются неодинаковыми, в частности, pп1(0) > pп2(0). Это может быть, как следует из выражения (2.1), только в случае уменьшения напряжения на переходе n1. Таким образом, изменение тока Iк с изменением напряжения Uкб при Iэ = const, связанное с изменением коэффициента α из-за эффекта модуляции базы, сопровождается также изменением напряжения на эмиттерном переходе. Иными словами, модуляция базы создает внутреннюю обратную связь по напряжению в транзисторе.

Если предположить, что для транзистора задается не ток Iэ, а напряжение Uэб, определяющее напряжение на эмиттерном переходе, то при подаче напряжения Uкб2 > Uкб1 концентрация дырок не изменится (pп2(0) = pп1(0)), и кривая pп2(х) примет вид, показанный на рисунке 2.13, б пунктирной линией. Больший наклон пунктирной кривой отражает увеличение эмиттерного тока Iэ2 по сравнению с Iэ1, а следовательно, и коллекторного тока. В данном случае изменение тока коллектора при проявлении эффекта модуляции базы наблюдается не только за счет изменения коэффициента α, но и за счет обратной связи, влияющей на ток эмиттера.

Некоторое возрастание тока Iк на выходных характеристиках при повышении напряжения Uкб вследствие увеличения коэффициента α за счет эффекта модуляции базы (см. рисунок 2.13, а) характеризуется дифференциальным сопротивлением коллекторного перехода

которое может быть найдено из коллекторных характеристик как отношение приращений напряжения и тока. Для маломощных транзисторов величина rк(б) составляет 0,5…1 МОм.

При Iэ= 0 зависимость Iк= F (Uкб) представляет собой обратную ветвь вольт-амперной характеристики коллекторного р-п-перехода. Обратный ток коллекторного перехода определяет составляющую Iк0 в коллекторном токе транзистора.

В области II выходные характеристики практически линейны и сопротивление rк(б) можно принять неизменным. Тогда для этой области зависимость Iк= F (Uкб) можно представить в аналитической форме:

Iк = Iλ+ Uкб/ rк(б) + Iк0 (2.5)

и тем самым уточнить соотношение (2. 4), полученное без учета эффекта модуляции базы.

Наличие составляющей Iк0 в выражении (2.5) является одной из главных причин температурной зависимости выходных (коллекторных) характеристик транзистора. Влияние температуры приводит к изменению тока Iк0 и смещению характеристик вверх при повышении температуры (пунктирные кривые на рисунке 2.13, а) и вниз при ее снижении. Такое же воздействие на коллекторные характеристики (в меньшей степени) оказывает и зависимость от температуры коэффициента α. Это обусловлено тем, что в рабочем диапазоне температур наблюдается некоторое увеличение коэффициента α с ростом температуры.

Коллекторные характеристики можно считать эквидистантными в небольшой области изменения тока Iэ. При этом равным приращениям тока Iэ соответствуют примерно равные приращения тока Iк (см. рисунок 2.13, а). В большом диапазоне изменения эмиттерного тока характеристики нельзя считать эквидистантными в силу их более густого расположения при малых и больших токах Iэ и более редкого — при промежуточных значениях. Причиной этого является зависимость коэффициента α от тока эмиттера в виде кривой с максимумом при некотором токе Iэ (см. рисунок 2.13, в). Увеличение коэффициента α и достижение им максимального значения с возрастанием эмиттерного тока объясняется относительным уменьшением числа актов рекомбинаций дырок в базе с ростом количества входящих в нее дырок, т. е. повышением коэффициента переноса δ при увеличении тока Iэ. После достижения максимума последующее уменьшение коэффициента передачи тока α обусловливается уменьшением коэффициента инжекции γ с ростом тока Iэ. Для маломощных транзисторов максимуму коэффициента α соответствует ток эмиттера, равный 0,8…3 мА.

Для транзистора существует предел повышения коллекторного напряжения ввиду возможного электрического пробоя коллекторного перехода (область III на рисунке 2.13, а), который может перейти в тепловой пробой. Величина допустимого напряжения Uкб указывается в справочниках.

Входные характеристики транзистора в схеме ОБ (рисунок 2.14) представляют собой зависимость Iэ= F (Uэб) при Uкб= const и по виду близки к прямой ветви вольт-амперной характеристик р-п—

Рисунок 2.14 — Входные характеристики транзистора, включенного по схеме с общей базой

перехода (диода).

Входная характеристика, снятая при большем напряжении Uкб, располагается левее и выше. Это обусловливается эффектом модуляции базы, приводящим к повышению градиента концентрации дырок в базе и увеличению тока Iэ. Указанное явление было рассмотрено ранее.

Схема с общим эмиттером (рисунок 2.15). В схеме ОЭ вывод эмиттера является общим для входной и выходной цепей транзистора. Напряжения питания Uбэ, Uкэ подаются соответственно между базой и эмиттером, а также между коллектором и эмиттером транзистора. Без учета падения напряжения в базовом слое напряжение Uбэ определяет напряжение на эмиттерном переходе.

Рисунок 2.15 — Схема включения транзистора с общим эмиттером

Напряжение на коллекторном переходе находят как разность Uкэ — Uбэ. Выходные характеристики транзистора в схеме ОЭ определяют зависимость коллекторного тока Iк=F(Uкэ) при
Iб = const (рисунок 2.16, а). Как и для схемы ОБ, здесь можно выделить три характерные области: I — начальная область, II — относительно слабая зависимость Iк от Uкэ, III — пробой коллекторного перехода.

Коллекторные характеристики транзистора в схеме ОЭ отличаются

от соответствующих характеристик в схеме ОБ. В частности, они начинаются из начала координат и участок I располагается в первом квадранте. При Uкэ= 0 напряжение на коллекторном переходе равно Uбэ, коллекторный переход открыт и инжектирует дырки в базу. Потоки дырок через коллекторный переход (от коллектора в базу и от эмиттера в коллектор) взаимно уравновешиваются и ток Iк ≈ 0. По мере повышения напряжения Uкэ в области I прямое напряжение на коллекторном переходе снижается, его инжекция уменьшается, и ток Iк возрастает. На границе с областью II прямое напряжение снимается с коллекторного перехода и в области II на переходе действует обратное напряжение. Точке перехода от области I к области II соответствует напряжение Uкэ порядка 0,5…1,5 В.

Отличие характеристик для схемы ОЭ в области II покажем, выразив в (2.5) ток Iэ через Iб и ток Iк в соответствии с формулой (2.3).

После замены Uкб на Uкэ получаем коллекторные характеристики транзистора в схеме ОЭ, записанные в аналитической форме:

, (2.6)

где β = Iк / Iб = α/(1 — α) — коэффициент передачи тока в схеме ОЭ.

Коэффициент β показывает связь тока коллектора с входным током Iб. Если для транзисторов коэффициент α = 0,9…0,99, то β = 9…99. Иными словами, транзистор в схеме ОЭ дает усиление по току. Это является важнейшим преимуществом включения транзистора по схеме ОЭ, чем и определяется более широкое практическое применение этой схемы включения по сравнению со схемой ОБ.

Выражение (2.6) можно переписать в виде:

, (2.7)

где rк(э)= rк(б) /(1 + β), Iк0(э)= (1 + β) Iк0.

Рисунок 2.16 — Выходные и входные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ

Так же как и в схеме ОБ, коллекторные характеристики имеют некоторый наклон к оси абсцисс (см. рисунок 2.16, а), вызванный эффектом модуляции базы. Однако этот наклон в схеме ОЭ больше, так как малые изменения коэффициента α под действием изменения напряжения на коллекторном переходе дают значительные изменения коэффициента β = α /(1 — α). Указанное явление учитывается вторым слагаемым в правой части уравнения (2.7). Дифференциальное сопротивление rк(э)коллекторного перехода в схеме ОЭ в 1 + β раз меньше дифференциального сопротивления rк(б)в схеме ОБ и составляет 30…40 кОм.

Из принципа действия транзистора известно, что через вывод базы протекают во встречном направлении две составляющие тока (см. рисунок 2.15): обратный ток коллекторного перехода Iк0 и часть тока эмиттера
(1 — α) Iэ. В связи с этим нулевое значение тока базы (Iб = 0) определяется равенством указанных составляющих токов, т. е. (1 – α) Iэ = Iк0. Нулевому входному току соответствуют ток эмиттера Iэ= Iк0/(1 — α) = (1 + β) Iк0 и ток коллектора Iк = α Iэ + Iк0 = α Iк0 /(1 – α) + Iк0 = (1 + β) Iк0. Иными словами, при нулевом токе базы через транзистор в схеме ОЭ протекает ток, называемый начальным или сквозным током Iк0(э) и равный (1 + β) Iк0. Этим обусловливается наличие третьей составляющей тока Iк в выражениях (2.6) и (2.7). Таким образом, ток коллектора при входном токе, равном нулю, в схеме ОЭ в 1 + β раз больше, чем в схеме ОБ.

Если же эмиттерный переход перевести в непроводящее состояние, т. е подать напряжение Uбэ ≥ 0, то ток коллектора снизится до Iк0 (см. рисунок 2.16, а) и будет определяться обратным (тепловым) током коллекторного перехода, протекающим по цепи база — коллектор. Область характеристик, лежащую ниже характеристики, соответствующей Iб = 0, называют областью отсечки.

Коллекторные характеристики в схеме ОЭ, так же как и в схеме ОБ, подвержены температурным смещениям. Однако температурные воздействия здесь проявляются сильнее, чем в схеме ОБ. Это обусловлено, во-первых, наличием множителя 1+ β перед Iк0 в формуле (2.6) и, во-вторых, более сильными температурными изменениями коэффициента β при относительно малых температурных изменениях коэффициента α.

Более резко здесь выражена и неэквидистантность характеристик, так как зависимость коэффициента α от тока эмиттера (коллектора) сильно сказывается на зависимости коэффициента β от тока Iэ (Iк). Кроме того, в схеме ОЭ пробой коллекторного перехода наступает при коллекторном напряжении в 1,5…2 раза меньшем, чем в схеме ОБ.

Входные (базовые) характеристики транзистора отражают зависимость тока базы от напряжения база — эмиттер при фиксированном напряжении коллектор — эмиттер: Iб = F (Uбэ)Uкэ = const (рисунок 2.16, б).

При Uкэ = 0 входная характеристика соответствует прямой ветви вольт-амперной характеристики двух p-n-переходов (эмиттерного и коллекторного), включенных параллельно. Ток базы при этом равен сумме токов эмиттера и коллектора, работающего в режиме эмиттера. При Uкэ < 0 ток базы составляет малую часть тока эмиттера. При определенной величине Uбэ подача напряжения Uкэ < 0 вызывает уменьшение тока Iб, т. е. смещение вниз характеристик относительно кривой со значением Uкэ = 0. Дальнейшее увеличение абсолютной величины Uкэ также смещает характеристики к оси абсцисс вследствие уменьшения тока Iб из-за эффекта модуляции базы.

В токе Iб присутствует составляющая Iк0. Поэтому при Uкэ < 0 входные характеристики исходят из точки с отрицательным значением тока базы, равным Iк0.



Вольт-амперная характеристика NPN-транзистора

Друкен