2.1. Вхiднi I вихiднi статичнi характеристики бiполярного транзистора в схемi з спiльним емiтером

Схема для дослiдження характеристик зображена на рис.

Сiмейство вхiдних статичних характеристик являє собою залежностi I_б = f(U_бе) при U_ке = const i показано на рис.

С трум бази – це алгебраїчна сума струмiв, один з яких визивається рекомбiнацiїю носiїв зарядiв емiтера i бази (вiн пропорцiональний струму емiтера), другий являється зворотним струмом колекторного перехода. Чим бiльша напруга U_бе, тим бiльший струм бази, тому що при збiльшеннi прямої напруги на емiтерному переходi знижується потенцiальний бар'єр. Подолати його в цьому випадку може значна кiлькiсть основних носiїв зарядiв емiтера (дiрок), i бiльше число їх зможе рекомбiнувати з електронами бази. Рекомбiнацiйна складова струму бази (це частина струму емiтера, хоча i незначна) визначає характер вхiдної характеристики, який наближається по характеру до вхiдної характеристики для схеми з СБ.

При збiльшеннi абсолютного значення напруги на колекторi U_ке струм бази зменшується, характеристики змiщуються вправо вiд характеристики при U_ке=0. Це пояснюється тим, що ширина колекторного переходу збiльшується, а оскiльки вiн знаходиться в основному в базi, ширина бази зменшується, що визиває зменшення рекомбiнацiйної складової струму бази.

В хiдний опiр транзистора, включеного по схемi з СЕ, r_вх=dU_ке / dІ_к при U_ке=const порiвняно невеликий, але набагато бiльший, нiж в схемi з СБ (якщо вважати U_бе=U_еб, то змiна струму бази I_б буде значно меншою, нiж змiна струму емiтера I_е в схемi з СБ).

Сiмейство вихiдних статичних характеристик показане на рис. i являє собою залежностi I_к = f(U_ке) при I_б = const.

Вихiднi характеристики не пересiкають вiсь ординат i практично сходяться на початку координат, тому що при напрузi на колекторi, яка дорiвнює нулю, струм колектора практично дорiвнює нулю. В початковiй частинi характерис-тики мають значну крутизну. Це пояснюється тим, що при напругах на колекторi U_ке, менших по абсолютному значенню напруги на базi U_бе, колекторний перехiд включається в прямому напрямi (напруга на колекторному переходi дорiвнює U_кб = |U_ке| – |U_бе| ). Тому досить незначно змiнити напругу U_ке, щоб струм I_к сильно змiнився.

Ця дiлянка характеризується малим вихiдним опором r_вих=dU_ке /dІ_к. На дiлянцi |U_ке| > |U_бе| колекторний перехiд змiщується в зворотному напрямi, вихiдний опiр великий i складаї одиницi – десятки кiлоом. При розiмкнутому колi бази в колi колектора тече зворотний струм, який дорiвнює .

3. Вплив температури на статичнi характеристики бiполярного транзистора

При кiмнатнiй температурi iонiзованi всi атоми домiшок i невелика частина атомiв основної речовини напiвпровiдника. Завдяки цьому в емiтернiй, базовiй i колекторнiй областях транзистора забезпечуються необхiднi концентрацiї основних i неосновних носiїв. Зi збiльшенням температури середовища або при нагрiвi транзистора струмами енергiя атомiв основної речовини збiльшується i зростає кiлькiсть генеруємих пар "електрон–дiрка".

В результатi пiдвищення концентрацiї носiїв електропровiднiсть областей транзистора збiльшується i його нормальна робота порушується. Розрахунок i експериментальнi дослiдження свiдчать, що максимальна робоча температура германiєвих транзисторiв лежить в межах вiд +70 до +100 С. У кремнiєвих транзисторiв внаслiдок бiльшої ширини забороненої зони енергiя, яка необхiдна для iонiзацiї атомiв основної речовини, виявляється бiльшою, нiж у германiєвих, i тому максимальна робоча температура кремнiєвих транзисторiв може складати вiд +125 до +200 С.

Мiнiмальна робоча температура транзистора визначається енергiєю iонiзацiї домiшкових атомiв i їх концентрацiєю. Звичайно ця енергiя невелика (0,05...0,01 еВ), i з цiєї точки зору транзистор може працювати при температурi, близькiй до –200 С. Фактично нижня температура обмежується термостiйкiстю корпуса i допустимими змiнами параметрiв i складає вiд –60 до –70 С.