3.2.3 Вплив температури на статичні характеристики бт

Вплив температури на положення вхідної характеристики схеми з Про при підтримці незмінним її параметра аналогічно її впливу на ВАХ напівпровідникового діода. У нормальному активному режимі струм емітерного переходу можна представити формулою

.

Із зростанням температури тепловий струм IЭО росте швидше, ніж убуває експонента із-за збільшення Т = kT/q. В результаті протилежного впливу двох чинників вхідні характеристики схеми з Про зміщуються вліво при вибраному струмі IЭ на величину U (1...2) мВ/°С (рисунок 3.7,а).

Почало вхідної характеристики в схемі з ОЭ визначається тепловим струмом колекторного переходу IКБО який сильно залежить від температури, так що почало характеристики при збільшенні температури опускається (рисунок 3.7, би).

а)	б)
Рисунок 3.7 Залежність вхідних характеристик від температури для схем Про (а) і ОЭ (б).

Вплив температури на вихідні характеристики схем з Про і ОЭ в НАР зручно аналізувати по формулах (3.11) і (3.22):

і .

Зняття вихідних характеристик при різних температурах повинне проводитися при підтримці постійності параметрів (IЭ = const в схемі з Про і IБ = const в схемі з ОЭ). Тому в схемі з Про при IЭ = const зростання IК визначатиметься тільки збільшенням IКБО (рисунок 3.8, а).

а)	б)
Рисунок 3.8 Залежність вихідних характеристик БТ від температури для схем включення з Про (а) і ОЭ (б).

Проте звичайно IКБО значно менше за IЭ, зміна IК складає долі відсотка і його можна не враховувати.

У схемі з ОЭ положення інше. Тут параметром є IБ і його треба підтримувати незмінним при зміні температури. Вважатимемо в першому наближенні, що коефіцієнт передачі  не залежить від температури. Постійність IБ означає, що температурна залежність IК визначатиметься доданкам ( + 1) IКБО. Струм IКБО (як тепловий струм переходу) приблизно подвоюється при збільшенні температури на 10°С, і при >> 1 приріст струму ( + 1) IКБО може виявитися порівнянним з початковим значенням колекторного струму і навіть перевищити його.

На рисунку 3.8,б показано великий зсув вихідних характеристик вгору. Сильний вплив температури на вихідні характеристики в схемі з ОЭ може привести до втрати працездатності конкретних пристроїв, якщо не вжити заходи, схемотехнік, для стабілізації струму або термостатування.

3.3 Диференціальні параметри біполярного транзистора

Статичні характеристики і їх сімейства наочно пов'язують постійні струми електродів з постійними напругами на них. Проте часто виникає завдання встановити кількісні зв'язки між невеликими змінами (диференціалами) цих величин від їх початкових значень. Ці зв'язки характеризують коефіцієнтами пропорційності -дифференциальными параметрами.

Розглянемо процедуру введення диференціальних параметрів БТ на прикладі найбільш поширених h-параметрів, що приводяться в довідниках по транзисторах. Для введення цієї системи параметрів як незалежні змінні при описі статичного режиму беруть вхідний струм IВХ (IЭ або IБ) і вихідна напруга UВЫХ (UKБ або (UКЭ):

U₁= f (I₁,U₂) (3.23)

I₂= f (I₁,U₂)

В цьому випадку повні диференціали

(3.24)

Приватні похідні у виразах (3.24) і є диференціальними h-napaметрами, тобто

dU₁=h₁₁ d I₁ +h₁₂ dU₂ (3.25)

dI₂=h₂₁ dI₁ + h₂₂ dU₂

(h₁₁ -входное опір h₁₂ -коэффициент зворотної передачі h₂₁ -коэффициент передачі вхідного струму і h₂₂ -выходная провідність). Назви і позначення цих параметрів узяті з теорії чотириполюсників для змінного струму.

Прирости статичних величин в нашому випадку імітують змінні струми і напруги.

Для схеми із загальною базою

dU_ЭБ=h_11Б d IЭ +h_12Б dUКБ (3.26)

dIК=h_21Б dIЭ + h_22Б dUКБ

Ці рівняння встановлюють і спосіб знаходження по статичних характеристиках, і метод вимірювання h-параметрів. Вважаючи dUКБ = 0, тобто UКБ = const, можна знайти h_11Б і h21Б, а рахуючи dIЭ = 0, тобто IЭ = const. визначити h1_2Б і h22Б.

Аналогічно для схеми із загальним емітером можна переписати (3.26) у вигляді

dU_БЭ=h_11Э d IБ +h_12Э dUКЭ (3.27)

dIК=h_21Э dIБ + h_22Э dUКЭ

Зв'язок h-параметрів із статичними характеристиками схем з Про і ОЭ і їх визначення по ним розглянуті в 4.