Статические ВАХ биполярного транзистора
Вид входных и выходных вольт-амперных характеристик транзистора (рис. 2.6, а, б) зависит от схемы его включения (этот факт также хорошо отражает полученная общая математическая модель (2.8), (2.9), (2.10). Оба семейства ВАХ получаются довольно просто из математической модели Молла-Эберса. Поскольку транзистор работает в режиме заданных токов, семейство входных и выходных ВАХ можно представить выражениями:
(2.11)
(2.12)
На выходных ВАХ (рис. 2.6, б) видны два резко различных режима работы транзистора - активный (первый квадрант) и режим двойной инжекции (второй квадрант).
|
Рис. 2.6. Статические ВАХ n-p-n- транзистора в схеме с ОБ: а - входные; б - выходные (затемнена область неуправляемых токов)
Нормальный активный режим (при U кб > 0): эмиттерный переход находится под прямым, а коллекторный - под обратным напряжением. Для активного режима формулы (2.11) и (2.12) упрощаются, так как при | U к | > 3 j t исчезают экспоненциальные составляющие, а если еще пренебречь током I кб0 и величиной 1- a , тоэти выражения вообще упрощаются:
(2.13)
(2.14)
Режим двойной инжекции или насыщения (при U кб < 0): эмиттерный и коллекторный переходы находятся под прямым напряжением. Для режима двойной инжекции характерен спад коллекторного тока при неизменном токе эмиттера. Это - результат встречной инжекции со стороны коллектора.
|
|
|
Семейство входных ВАХ представляет узкий пучок характеристик, что свидетельствует о слабом влиянии коллекторного напряжения на входное напряжение. Наклон выходных коллекторных характеристик также показывает слабую зависимость коллекторного тока от коллекторного напряжения.
Тем не менее эта зависимость есть и объяснить ее можно с помощью эффекта Эрли.
Влияние эффекта Эрли на ход входных ВАХ заключается вследующем. Изменение коллекторного напряжения приводит к изменению ширины базы. Поскольку ток эмиттера , а значит и градиент концентрации носителей заданы, изменение ширины базы приводит к изменению граничной концентрации носителей, а это связано с изменением напряжения на эмиттерном переходе.
Влияние эффекта Эрли на наклон выходных коллекторных характеристик объясняется влиянием коллекторного напряжения на ширину запрещенной зоны, а следовательно, и на сопротивление коллекторного перехода, и на коллекторный ток. Таким образом, дифференциальное сопротивление коллекторного перехода обусловлено эффектом Эрли, поэтому полное выражение для коллекторного тока с учетом эффекта Эрли будет
|
|
|
(2.15)
Наклон коллекторных характеристик транзистора в схеме с ОЭ
(рис. 2.7, б) выражен сильнее, нежели в схеме с ОБ. Это говорит о том, что сопротивление коллекторного перехода и напряжение пробоя у транзистора в схеме с ОЭ будут значительно меньше, чем в схеме с ОБ. Эту особенность можно объяснить тем, что приращение D U кэ частично падает на эмиттерном переходе, то есть вызывает приращение D U бэ,что неизбежно повлечет за собой увеличение эмиттерного тока и дополнительное приращение коллекторного тока.
|
Рис. 2.7. Статические ВАХ n-p-n- транзистора в схеме с ОЭ: а - входные; б - выходные (затемнена область неуправляемых токов)
Сопротивление коллекторного перехода в предпробойной области уменьшается в 1+ b раз, наклон ВАХ быстро возрастает и пробой перехода наступает значительно раньше, чем в схеме с ОБ
где: rкп.оэ - сопротивление коллекторного перехода в схеме с ОЭ; rкп.об - сопротивление коллекторного перехода в схеме с ОБ.
|
|
|
Принципиальные отличия схем включения транзисторов с ОБ и с ОЭ.
1. У транзистора в схеме с ОБ отсутствует усиление по току, но усиле-
ние по напряжению в этой схеме лучше, чем в схеме с ОЭ.
2. Схема на транзисторе, включенном по схеме с ОЭ, является лучшим усилителем мощности, так как в ней происходит усиление и по току и по напряжению.
3. У транзистора в схеме с ОБ хуже согласующие свойства, чем
в схеме с ОЭ.
4. Сопротивление коллекторного перехода у транзистора в схеме с ОБ больше, чем в схеме с ОЭ в (1+ b ) раз., следовательно, напряжение пробоя коллекторного перехода у транзистора в схеме с ОБ больше, чем в
схеме с ОЭ.
5. Температурные и частотные свойства транзистора в схеме с ОБ лучше, чем в схеме с ОЭ.
6. У транзистора в схеме с ОБ слабее, чем в схеме с ОЭ, выражен эффект Эрли (влияние коллекторного напряжения на коллекторный ток и на входное напряжение более заметно в схеме с ОЭ.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 402; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!