Статические характеристики

Статические характеристики транзистора устанавливают функциональную связь между токами и напряжениями транзистора. На практике наибольшее распространение получили статические характеристики, в которых в качестве независимых переменных приняты входной ток и выходное напряжение, и они описываются следующей системой уравнений:

(3.9)

Основными характеристиками этой системы уравнений являются

а) входная при = const;

б) выходная при = const.

Вспомогательные характеристики являются следствием входных и выходных:

в) характеристика прямой передачи при = const;

г) характеристика обратной связи при = const.

Статические характеристики в схеме с ОБ

ВХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

На рис. 3.4 представлена схема включения транзистора с общей базой. Семейство входных характеристик при = const представлены на рис. 3.5 и выражает зависимость входного напряжения от входного тока.

При входная характеристика представляет собой прямую ветвь вольт–амперной характеристики прямосмещенного эмиттерного перехода и может быть описана уравнением

. (3.10)

При увеличении по абсолютной величине напряжения на коллекторе входная характеристика смещается в область больших токов, за счет уменьшения ширины базы (эффект Эрли) и увеличения градиента концентрации неосновных носителей в ней. Это приводит к уменьшению рекомбинации носителей в базе и возрастанию тока эмиттера при неизменном напряжении . То, что коллекторное напряжение влияет на входную характеристику, свидетельствует о наличии в транзисторе внутренней обратной связи. Это вызвано следующими причинами:

1) увеличение абсолютной величины коллекторного напряжения уменьшает ширину базы (эффект Эрли) и рекомбинацию носителей в ней. При неизменном напряжении на эмиттерном переходе происходит увеличение градиента концентрации неосновных носителей в базе, увеличивается коэффициент переноса, что и обуславливает увеличение тока эмиттера;

2) внутренняя обратная связь возникает за счет падения напряжения на распределенном сопротивлении базы при протекании , что приводит к увеличению результирующего напряжения на эмиттерном переходе.

ВЫХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Семейство выходных характеристик при = const представлены на рис. 3.6 и выражают зависимость выходного тока от выходного напряжения

. (3.11)

Если , то выходная характеристика представляет собой характеристику обратно-смещенного коллекторного перехода. Транзистор работает в режиме отсечки в области, расположенной ниже данной характеристики.

Если во входной цепи эмиттера задан ток , то при = 0 в коллекторной цепи протекает ток , т.е. поля контактной разности потенциалов коллекторного перехода достаточно для экстракции носителей из базы в коллектор. С увеличением абсолютного значения ток несколько возрастает за счет появления обратного тока , а также некоторого увеличения коэффициента переноса, вызванного уменьшением толщины базы.

При подаче на коллектор прямого напряжения появляется прямой ток коллектора, направленный навстречу току . Результирующий ток в цепи коллектора уменьшается, транзистор работает в режиме насыщения.