Шпаргалка: Электронные цепи и приборы (шпаргалка)

5. Сопротивление базы R_б .

13. Статические ВАХ биполярного тр-ра включенного по схеме с ОБ.

Статические хар-ки представляют собой графики экспериментально полученных зависимостей между I , протекающими в транзисторе, и U на его p-n -переходе при R_н = 0 .

Вх. и вых. I и U различны для различных схем включения транзистора. Каждая из схем включения может быть охарактеризована четырьмя семействами статич. хар-тик. Практически обычно пользуются вх. и вых. характеристиками для схем с ОБ и ОЭ.

Рассм. ход статических выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОБ, ход которых показан на рис. 1

рис. 1.

Вид хар-ки, снятой при I_э =0 , соответствует обратной ветви ВАХ одиночного p-n -перехода. В этом случае I_к =I_{к 0} , где I_{к 0} – нулевой коллекторный ток.

Если I_э > 0 , то значения I коллектора увеличиваются за счет носителей заряда, инжектированных из эмиттера в базу. В этом случае коллекторный I протекает и при U_кб = 0 . Для того, чтобы уменьшить значение колл-го I до 0, необходимо подать на колл-ный переход прямое U , при этом потенциальный барьер перехода снизится, и навстречу потоку неосновных носителей заряда потечет поток основных носителей заряда; при равенстве этих потоков колл-ный ток I_к равен нулю.

При увеличении обратного U на коллекторе снятые хар-ки, имеют небольшой подъем, т.е. I_к , возрастает при увеличении U на коллекторе. Это объясняется тем, что с увеличением обратного коллекторного U растет ширина коллекторного перехода (в основном в сторону базы), уменьшается рекомбинация неосновных носителей в толще базы, уменьшается рекомбинационная составляющая I базы, и I коллектора I_к =I_э - I_б при I_э =const несколько растет. Хар-ки, снятые ч/з равные интервалы изменения I эмиттера, располагаются неравномерно: чем больше значения I эмиттерного перехода, тем ближе друг к другу располагаются хар-ки. Это объясняется тем, что возрастание эмиттерного I приводит к увеличению рекомбинации, а значит к уменьшению I_к .

При больших значениях I_к коллекторное напряжение возрастает за счет лавинного умножения носителей заряда в коллекторном переходе.

Большую роль в работе транзистора играет обратный неуправляемый I коллекторного перехода I_{к 0} , кот. явл. частью I_к при любом значении I_э . Т.к. I_{к 0} представляет собой ток неосновных носителей заряда, число которых непосредственно зависит от температуры, то его существование предопределяет температурную нестабильность работы транзистора.

14. Статические ВАХ бип. тр-ра вкл. по схеме с ОБ.

Рассм. ход статических вх. хар-ик транзистора, вкл. по схеме с ОЭ I_б =F (U_бэ )|U_кэ =const .

В этом случае они имеют вид, показанный на рис. 1.

рис. 1

Рассм. ход хар-ки, снятой при U_кэ =0 . Если на коллекторную p -область подан нулевой, а на базовую n -область – отрицательный потенциал (т.е. |U_кэ | < |U_бэ |), то коллекторный переход находится под прямым U , и через него протекает диффузионная составляющая I (ток основных носителей заряда), которая замыкается через базу.

Через эмиттерный переход, на кот. от батареи подается прямое U , также протекает диффузионная составляющая I , причем, т.к. подача U_кэ =0 для схемы с ОЭ означает короткое замыкание между колл. и эмитт., I эмиттера тоже замыкается через базу. При изменении U_бэ каждый из этих токов изменяется в соответствии с ходом прямой ветви ВАХ p-n -перехода. В базовом выводе эмиттерный и коллекторные токи протекают в одном направлении, т.е. I_б = I_э + I_к и вх. хар-ка, снятая при U_кэ = 0 , представляет собой прямую ветвь ВАХ двух параллельно включенных p-n -переходов.

Если вх. хар-ка снимается при каком-то значении обратного коллекторного U |U_кэ | > |U_бэ |, то на коллекторный переход подается обратное U . В этом случае I коллектора меняет свое направление, I эмиттера замыкается через цепь коллектора, и I базы является суммой двух противоположно направленных составляющих, рекомбинационной и тока I’_{к 0} .

При U_бэ =0 рекомбинационная составляющая тока базы I_э (I-α() )=0 и в цепи базы протекает только ток I’_{к 0} . После того, как на эмиттерный переход подано прямое напряжение U_бэ >0 , появляются эмиттерный ток и рекомбинационная составляющая тока базы по величине меньшая, чем ток I’_{к 0} . В цепи базы протекает разностный ток. При увеличении U_бэ рекомбинационная составляющая растет, разностный ток I’_{к 0} - Iэ (I-α() ) уменьшается, и при I_э (I-α() )=I’_{к 0} ток базы равен нулю. При дальнейшем увеличении U_бэ ток базы меняет свое направление, и в цепи базы протекает разностный ток уменьшается и при I_э (I-α() )-I’_{к 0} .

При увеличении обратного U коллекторного перехода вх. хар-ки сдвигаются от начала координат вправо и вниз.

Сдвиг хар-стик вниз объясняется тем, что значения I’_{к 0} растут при увеличении обратного напряжения коллекторного перехода т.к. расширение перехода в сторону базы уменьшает рекомбинацию, в результате чего, увеличивается коэффициент передачи эмиттерного тока α() , и значения I’_{к 0} растут.

Сдвиг хар-стик вправо объясняется тем, что уменьшение рекомбинационной составляющей тока базы и равенство I_э (I-α() )=I’_{к 0} достигается при больших значениях U_бэ .

15. Динамический режим работы биполярного транзистора.

При работе транзистора с нагрузкой имеет место взаимное влияние друг на друга токов I_э , I_к , I_б . Этот режим носит название динамического , а его характеристики – динамических .

Рассмотрим динамический режим транзистора, работающего по схеме с ОЭ (рис.1).

рис. 1.

При работе транзистора совместно с нагрузкой Rн , включенной в цепь коллектора, напряжение источника питания Е_к распределяется между нагрузкой и переходом коллектор-эмиттер (U_кэ ) : Е_к =U_кэ +I_к ·Rн , поэтому ток коллектора изменяется по линейному закону в соответствии с выражением I_к =(Е_к -U_кэ )/Rн . Графическая зависимость I_к =f (U_кэ ) представляет собой прямую линию, которая называется нагрузочной прямой. Для исследования свойств транзистора нагрузочную кривую наносят на семейство выходных характеристик (рис.2). Точка пересечения нагрузочной прямой с осью токов совпадает с точкой, для которой удовлетворяется условие I_к ·Rн=Е_к .