Реальные статические вольтамперные характеристики биполярных транзисторов в схеме с ОБ.

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра телевидения и управления (ТУ)

Утверждаю

Зав. кафедрой ТУ

______________И.Н. Пустынский

“___”____________2008 г.

Руководство к лабораторной работе

"Исследование вольтамперных характеристик

транзисторов"

по дисциплине "Электроника и микроэлектроника"

для студентов специальностей 200700, 201500, 230200

'Электронные, твердотельные приборы и микроэлектроника

для специальностей 201100, 071700

Разработчики:

_____________

Доцент каф. ТУ Коновалов В.Ф.

_____________

Доцент каф. ТУ Шалимов В.А.

Томск

2008 г.

Введение.

Цель работы: исследование статических вольтамперных характеристик биполярных и полевых транзисторов в схеме с общим эмиттером (общим стоком), оценка статических параметров транзисторов.

Общие положения

Разновидности транзисторов.

В настоящее время транзисторы и созданные на их основе линейные и цифровые интегральные схемы получили самое широкое распространение и стали основой современной радиоэлектроники. Отечественная промышленность выпускает биполярные транзисторы n-p-n и p-n-p типов, полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и полевые транзисторы с встроенным или индуцированным каналом p или n типа (МДП)

Статические вольтамперные характеристики биполярных транзисторов в схеме с ОБ.

Статические вольтамперные характеристики идеализированных биполярных транзисторов в схеме с общей базой описываются формулами Эберса – Молла [1].

(1)

(2)

,

где , - токи коллектора и эмиттера;

, - тепловые токи коллекторного и эмиттерного переходов, измеренные при и соответственно;

и - коэффициенты передачи коллекторного и эмиттерного токов.

Так как задать прямое напряжение на эмиттерном р-п переходе трудно, целесообразно считать заданной величиной эмиттерный ток, а не эмиттерное напряжение.

Решив уравнение (2) относительно , получим

, (3)

пологая, что и .

Это уравнение описывает выходные характеристики транзистора с параметром (рис. 2а).

Уравнение (1), решенное относительно , дает выражение, характеризующее идеализированные входные характеристики транзистора :

(4)

Входные характеристики транзистора показаны на рис.2,б.

На (рис. 2,а) ясно видны две области: активного режима и режима насыщения .

Для активного режима, когда , и , выражения (3) и (4) можно упростить и записать в виде:

, (5)

. (6)

Реальные статические вольтамперные характеристики биполярных транзисторов в схеме с ОБ.

В формулах Молла — Эберса не учитывается целый ряд факторов, таких, как эффект Эрли (модуляция толщины базы при изменении коллекторного напряжения), пробой перехода, зависимость от тока и др. Реальные коллекторные характеристики показаны на рис. 3. Кривые коллекторного семейства имеют конечный, хотя и очень небольшой, наклон, который в области, близкой к ^:пробою, резко увеличивается. Расстояние между кривыми немного уменьшается при больших токах из-за уменьшения .

В активном режиме (1-й квадрант), усредняя нелинейное сопротивление , можно характеризовать коллекторное семейство в схеме с ОБ достаточно строгим соотношением

(7)

где - дифференциальное сопротивление коллекторного p-n-перехода.