Полупроводниковые приборы

Из курса физики вы знаете, что существуют проводники, диэлектрики и полупроводники. Для проводников характерна проводимость 10²-10⁸ См/см³ (См – сименс=1/Ом), для диэлектриков – 10^-10 См/см³ и меньше. Промежуток от 10^-10 до 10² См/см³ занимают полупроводники. Характерной особенностью полупроводников, отличающей их от металлов, является возрастание электропроводности с ростом температуры.

Полупроводниковыми приборами называют электропреобразова-тельные приборы, принцип действия которых основан на явлениях, происходящих в самом полупроводнике или на границе контакта двух полупроводников с различными типами проводимости.

К полупроводниковым приборам можно отнести:

• выпрямительные диоды

• ВЧ- и СВЧ-диоды

• стабилитроны или опорные диоды

• туннельные диоды

• варикапы

• тиристоры

• биполярные и полевые транзисторы и др.

Для изготовления реальных полупроводниковых приборов, как правило, используют германий, кремний и арсенид галлия.

К ак вы знаете, полупроводник имеет объемную решетку. Мы рассмотрим для простоты плоскую решетку. Атомы кремния связаны между собой ковалентной связью. При температуре 0^оК все полупроводники являются идеальными изоляторами, потому что в их структуре отсутствуют свободные электроны.

Под действием внешних факторов (изменение температуры, радиации, светового излучения и т.п.) кристаллическая структура получает внешнюю энергию, что может привести к разрыву ковалентной связи и в структуре появится свободный электрон, т.е. сопротивление полупроводника уменьшится.

Полупроводник можно представить в виде энергетических уровней (валентная зона, запрещенная зона, зона проводимости). Здесь W – ширина запрещенной зоны, потенциальный барьер, который электрон должен преодолеть, чтобы перейти в зону проводимости. Для наиболее распространенных полупроводников W=0,1-3 эВ, а у диэлектриков – 6 эВ. Для германия W=0,72 эВ, для кремния W=1,12 эВ.

На месте разрыва связи появляется дырка, которая имеет ту же величину заряда, что и электрон, но с противоположным знаком. В идеальном полупроводнике концентрация электронов и дырок одинакова. Если n_n – концентрация электронов, а n_p – концентрация дырок, то для идеального полупроводника n_n= n_p – это собственная проводимость полупроводника.

В реальных полупроводниковых приборах используют примесные полупроводники. Если в полупроводник в качестве примеси ввести 5-ти валентный элемент, то данный полупроводник будет полупроводником с электронной проводимостью или n-типа, а примесь называется донорной примесью. При этом концентрация электронов N_n будет много больше концентрации дырок N_p, т.е. N_n N_p. Таким образом электроны будут являться основными носителями заряда, а дырки — неосновными.

Если в полупроводник в качестве примеси ввести 3-х валентныый элемент, то в валентной зоне появятся свободные дырки. В этом случае концентрация дырок будет много больше концентрации электронов N_p N_n — это полупроводник с дырочной проводимостью или р-типа, а примесь называется акцепторной. Здесь основными носителями заряда являются дырки.

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

При контакте двух полупроводников с различным типом проводимости в результате диффузии электроны переходят в р-слой, а дырки наоборот в n-слой. На границе контакта двух полупроводников в результате рекомбинации образуется область неподвижных пространственных зарядов (ионов), которые создают электрическое поле, препятствующее дальнейшему переходу основных носителей заряда. р-n-переход это область обедненная носителями заряда и, следовательно, она имеет повышенное сопротивление, которое определяет электрическое сопротивление всей системы.

р -n-переход характеризуется следующими параметрами:

Различают также две емкости р-n-перехода:

Отсюда очевидно, что свойства р-n-перехода зависят от частоты напряжения, приложенного к р-n-переходу.

В ольтамперная характеристика р-n-перехода выглядит следующим образом:

Г де I_o – обратный ток р-n-перехода (тепловой ток). Ток p-n-перехода в прямом направлении определяется по формуле:

_T – температурный потенциал

Из вольтамперной характеристики очевидно, что р-n-переход хорошо проводит в прямом направлении и плохо в обратном, т.е. обладает вентильными свойствами. Вольтамперная характеристика – нелинейна, это означает, что при прохождении переменных сигналов через р-n-переход осуществляется трансформация спектра сигнала.

На обратной ветви вольтамперной пунктиром показано резкое увеличение тока, т.е. происходит пробой р-n-перехода.

Э лектрический пробой – это обратимый пробой, который используется для получения специальных приборов – стабилитронов. К электрическому пробою относятся – туннельный, лавинный и поверхностный.

Туннельный пробой – это когда при увеличении обратного напряжения U_обр происходит резкое искривление энергетических зон. При этом уровень валентной зоны полупроводника n-типа оказывается на уровне зоны проводимости полупроводника р-типа, т.е. появляется туннель для зарядов, что приводит к резкому увеличению тока.

Лавинный пробой возникает при больших напряжениях р-n-перехода, чем туннельный пробой, в результате чего в р-n-переходе начинается лавинообразное размножение носителей заряда, что также приводит к резкому увеличению тока.

Тепловой пробой – необратим.

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

р-n-ПЕРЕХОДА

r – дифференциальное сопротивление

Обычно эквивалентную схему используют для переменных сигналов и, поэтому используют дифференциальные параметры.

R_к – сопротивление контактов и выводов

r – сопротивление р-n-перехода в прямом или обратном включении

C – это диффузионная емкость при прямом включении или барьерная емкость при обратном включении р-n-перехода.

Из схемы следует, что при большой частоте сигнала вентильные свойства р-n-перехода ухудшаются.

ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ р-n-ПЕРЕХОДА

ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

П араметры сильно зависят от температуры внешней среды. При увеличении температуры окружающей среды возрастают как прямой, так и обратный токи. Особенно сильно изменяются обратные параметры, например r_обр резко уменьшается, что может уменьшить напряжение пробоя U_пробоя. Повышение температуры усиливает генерацию неосновных носителей заряда и, следовательно, резко увеличивает их концентрацию в полупроводнике. Это является существенным недостатком р-n-перехода и всех полупроводниковых приборов.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

Полупроводниковым диодом называется электропреобразовательный прибор, свойства которого зависят от свойств и характеристик р-n-перехода. Различают диоды по частотному диапазону и по мощности рассеяния.

По частоте преобразования различают низкочастотные (НЧ) диоды (выпрямительные и силовые), высокочастотные (ВЧ) диоды и импульсные диоды.

К специальным диодам относятся – стабилитроны, стабисторы, варикапы и туннельные диоды.

По мощности рассеяния различают маломощные диоды ( до 0,25 Вт), средней мощности (от 0,25 до 1 Вт) и большой мощности (свыше 1 Вт).

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ

Рассмотрим выпрямительный диод. Здесь под эмиттером понимают область с высокой концентрацией носителей заряда, а база – это область с низкой концентрацией заряда, т.е. база высокоомна.

Н а рисунке вольтамперной характеристики пунктиром обозначен идеальный р-n-переход.

U_б – это падение напряжения на высокоомной базе.

У реальных полупроводниковых приборов вольтамперная характеристика смещена вправо. Выпрямительные диоды также характеризуются дифференциальными параметрами: r_пр, r_обр, С_диф, С_бар.

У выпрямительных диодов емкость обычно лежит в пределах С=(10 – 100 ) пФ. Емкость зависит от площади р-n-перехода.

Для характеристики выпрямительных диодов вводят параметры:

I_пр.max – прямой максимальный ток,

U _{обр.доп.} – допустимое обратное напряжение, при котором еще нет теплового пробоя.

Также как у р-n-перехода параметры и характеристики выпрямительного диода сильно зависят от температуры.

Пример применения выпрямительного диода – однополупериодный выпрямитель. Где среднее значение тока выпрямителя равно:

Е сли входное напряжение имеет вид:

т о и входной ток будет иметь синусоидальный характер

тогда

Параллельно нагрузке обычно включают емкость, которая сглаживает импульсы тока.

В ыпрямительные диоды способны выпрямлять ток от единиц мА до 1000А при напряжении от единиц вольт до 1000 В. Для больших токов и напряжений используют диодные сборки.

СТАБИЛИТРОН (ОПОРНЫЙ ДИОД)

С табилитроны служат для стабилизации постоянного напряжения. Рабочим участком вольтамперной характеристики стабилитрона является обратная ветвь. Она имеет три характерных участка. Участок I – это обычный обратный ток реального диода – тепловой ток или ток генерации. Участок II – участок электрического пробоя – туннельного 1 или лавинного 2 характера, именно этот участок вольтамперной характеристики является рабочим участком стабилитрона. На участке III происходит тепловой пробой.

При увеличении обратного напряжения растет ток через диод, а также мощность выделяемая в p-n-переходе, что приводи к росту температуры p-n-перехода. Повышение температуры диода усиливает генерацию неосновных носителей заряда, что в свою очередь увеличивает обратный ток. Таким образом температура повышается еще больше, что приводит к разрушению p-n-перехода.

I_min – выбирают в начальный момент пробоя.

I _max – определяют из допустимой мощности рассеяния.

Рабочая точка стабилитрона обычно выбирается посредине рабочей ветви стабилитрона. При уменьшении тока рабочая точка сдвигается в область, где дифференциальное сопротивление стабилитрона увеличивается, что приводит к ухудшению стабилизации. При значительном изменении тока стабилизации напряжение стабилизации U_ст изменяется мало.

Основными параметрами стабилитрона (номинальные значения) являются – U_ст – напряжение стабилизации, I_ст – ток стабилизации и r_диф – дифференциальное сопротивление.

Чем меньше дифференциальное сопротивление, тем более качественный стабилитрон. У реальных стабилитронов сопротивление стабилизации лежит в пределах 1 – 100 Ом.

П ри повышении температуры обратный ток диода увеличивается и вольтамперная характеристика стабилитрона сдвигается влево, в сторону больших обратных значений напряжения.

Поэтому для стабилитронов очень важно знать температурную зависимость вольтамперной характеристики и для них вводят еще один параметр – температурный коэффициент напряжения или .

Э то относительное изменение напряжения стабилизации U_ст/U_ст к абсолютному изменению температуры Т. У стабилитронов ТКН может быть больше и меньше нуля. Как правило, у низковольтных туннельных диодов ТКН отрицателен, а у более высоковольтных лавинных диодов ТКН положителен. Зависимость ТКН от напряжения стабилизации показана на рисунке.

Н аличие отрицательного и положительного ТКН у стабилитронов позволяет осуществить термокомпенсацию и общий ТКН в таком случае оказывается значительно меньше. В частности последовательно со стабилитроном можно включить дополнительный диод, у которого ТКН имеет отрицательный характер или же выбрать два стабилитрона с одинаковыми ТКН, но с разными знаками. В этом случае схема из двух стабилитронов будет более стабильна и напряжение стабилизации будет мало меняться при изменении температуры внешней среды.

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

г де Е – нестабилизированный источник питания;

R_б – балластное сопротивление;

R_н – сопротивление нагрузки;

I_н – ток нагрузки;

I_ст – ток стабилизации;

VD – стабилитрон включен в обратном направлении.

П о второму закону Кирхгофа:

П о первому закону Кирхгофа:

П редположим, что в результате внешних факторов напряжение источника питания изменилось на E, тогда

Очевидно, что выражение в знаменателе всегда больше единицы, т.е. напряжение на выходе параметрического стабилизатора значительно меньше, чем изменение напряжения на входе. Для того, чтобы уменьшить U_ст надо уменьшить r_ст и увеличить R_б. При увеличении R_б большая часть напряжения источника питания будет падать на балластном сопротивлении R_б и для сохранения напряжения стабилизации в заданном диапазоне необходимо будет увеличить напряжение источника питания. Кроме этого на балластном сопротивлении будет также падать полезная мощность источника.

Желательно чтобы на балластном сопротивлении R_б падало не более 2 В.

ВЧ-ДИОДЫ

Обычно в радиотехнических устройствах (детектор, преобразователь частоты, смеситель частоты) используют ВЧ-диоды. ВЧ-диоды отличаются от выпрямительных диодов малой емкостью p-n-перехода.

Обычно в ВЧ-диодах используется точечный p-n-переход, у которого малая площадь p-n-перехода и, следовательно, мала емкость p-n-перехода, но также малы и токи через p-n-переход и мало обратное напряжение.

П олучают точечные диоды следующим образом. Берут кристалл полупроводника n-типа, металлическую иглу, на кончике которой находится акцепторная примесь. Через иглу и кристалл пропускают мощный импульс тока короткий по длительности. В месте контакта образуется p-n-переход. Емкость ВЧ-диодов лежит в пределах С=1–10 пФ. Чем меньше емкость p-n-перехода, тем выше частотный диапазон работы ВЧ-диода.

ИМПУЛЬСНЫЕ ДИОДЫ

В современных цифровых импульсных устройствах широко применяются импульсные диоды. Они относятся к классу ВЧ-диодов, но для них вводят временные ограничения. Входным сигналом для них является прямоугольный импульс, который имеет очень широкий спектр сигнала.

В момент t₁ напряжение изменяет знак. При этом наблюдается резкий скачок обратного тока  I_д. В промежутке от t₁ до t₂ ток падает до I_o – обратного тока диода.

_вост – называется временем восстановления обратного сопротивления p-n-перехода, т.е. – это время рассасывания неосновных носителей заряда в базе диода.

П ри обратном включении на время _вост влияет барьерная емкость, которая заряжается до значения величины обратного напряжения. Ток в емкости опережает напряжение на 90^о. По мере заряда барьерной емкости ток в емкости уменьшается по экспоненциальному закону и в момент времени t₂ ток принимает установившееся значение I_обр=I_о.

_вост(0,1 – 1) мкс – для импульсных диодов.

Емкость p-n-перехода для импульсных диодов составляет единицы пФ.

Если входной импульс с большим временем длительности _U, то время восстановления _вост мало. Если _U – мало, то _вост возрастает.

В случае прямого включения диода в момент времени поступления единичного импульса тока t₁ ток напряжение на диоде достигает максимального значения U_max, а затем падает до установившегося значения, равного единичному уровню U¹.

Тогда _уст=t₁ – t₂ – время установления прямого напряжения.

Это происходит потому, что база высокоомна и на диоде падает максимальное напряжение. По мере инжекции носителей заряда из эмиттера в базу, сопротивление базы падает, потенциальный барьер уменьшается и это приводит к падению напряжения до установившегося значения равного U¹.

_уст – определяют по напряжению от U_max до значения 1,2 от единичного уровня U¹. Обычно _уст порядка единиц мкс.

Таким образом основными параметрами импульсного диодаявляются: I_{max имп пр}, U_{обр. доп.} (1 – 100В), С, _вост, _уст.

МЕЗАДИОДЫ

В интегральной технологии удобно получать мезадиод, который относится к импульсным диодам и способен работать с очень короткими импульсами.

Получают их следующим образом. Берут подложку n-типа и диффузией или напылением вносят акцепторную примесь, создавая тем самым область р-типа. Далее с помощью механической обработки или травления создают мезадиоды с малой площадью p-n-перехода. Затем пластину разрезают.

Параметры у мезадиодов те же, что и у импульсных диодов, т.е. I_{max имп пр}, U_{обр. доп.}, С, _вост, _уст.

ТУННЕЛЬНЫЙ ДИОД

Е сли в полупроводнике высокая концентрация примесей, то это приводит к искривлению энергетических зон. В этом случае появляется туннель, по которому носители заряда из валентной зоны переходят в зону проводимости.

Если к туннельному диоду не проложено внешнее напряжение, то суммарный ток через p-n-переход равен нулю.

У часток от О до А – это участок явно выраженного туннельного эффекта (примерно до 0,2 В). Участок АВ при увеличении напряжения больше, чем U₁, энергетические зоны еще более искривляются, что приводит к уменьшению тока туннельного эффекта (U₂ примерно равно 0,4 – 0,6В).

При дальнейшем Увеличении напряжения (участок ВС) начинается диффузионный процесс, как и в обычном диоде.

Участок АВ – отрицательного дифференциального сопротивления, что позволяет использовать туннельный эффект в схемах усилителей, электронных генераторов и импульсных переключательных устройствах (мультивибратор, триггер и т.д.), но мощность таких диодов обычно мала.

Параметры: I_max/I_min 5, I_{max т.э.}, I_{min т.э.}, -r, U_{1(max т.э.)}, U_{2(min т.э.)}, U – изменение напряжения при прямом включении, когда максимальный ток туннельного эффекта становится равным диффузионному току.

ВАРИКАП

В арикап – это полупроводниковый диод с управляемой емкостью. Чтобы описать работу варикапа используют вольт-фарадную характеристику, т.е. зависимость емкости от приложенного напряжения.

Характеристика нелинейна и используют только ее часть при обратном включении диода. При уменьшении обратного напряжения U_обр емкость возрастает, т.е. в варикапе используют барьерную емкость.

П араметры варикапа: C_max, C_max/C_min10.

Применяют варикапы в избирательных устройствах, например в параллельном колебательном контуре.

С_разд – не пропускает постоянную составляющую в контур.

Изменяя напряжение, мы тем самым изменяем емкость варикапа и, следовательно, резонансную частоту контура. В приемниках с АПЧ используют именно варикап.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

Д9А – высокочастотный, маломощный диод.

Здесь Д – означает диод, 9 – серия, А – особенности электрических параметров. В данном случае Д9А – германиевый диод.

КД220 К – кремниевый диод, серия 220.

Аналог этого обозначения 2Д220. Первая цифра здесь означает 1 – германий, 2 – кремний, 3 – арсенид галлия.

КС147 – кремниевый стабилитрон, серия 147, напряжение стабилизации 4,7 В.

БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Транзистором называют электропреобразовательный прибор с двумя и более p-n-переходами. Различают транзисторы двух типов n-p-n-типа и p-n-p-типа.

Э миттер – это область с очень высокой концентрацией носителей заряда. Средняя область – база – другого типа проводимости, концентрация носителей в ней много меньше, чем концентрация в эмиттере, т.е. как и в диодах база высокоомна.

Коллектор осуществляет экстракцию носителей из базы поддействием внешнего напряжения. Концентрация носителей в коллекторе велика, но чуть ниже чем в эмиттере.

Если к транзистору приложить напряжение к эмиттерному переходу в прямом в прямом направлении, а к коллекторному переходу в обратном направлении, причем Е_кЕ_э, то тогда эмиттерный переход становится уже, его сопротивление уменьшается и начинается инжекция носителей заряда из эмиттера в базу.

Т.к. база высокоомна, то можно считать, что дырки в эмиттер не переходят, поскольку они еще в базе рекомбинируют с электронами. Рекомбинация дает ток базы, который не велик, т.к. концентрация дырок в базе мала.

Коллекторный переход закрыт для основных носителей заряда, но поскольку электроны в базе являются неосновными носителями, то они под действием коллекторного напряжения Е_к переходят в коллектор и создают во внешней цепи ток I_к – ток кллектора.

Таким образом во внешней цепи эмиттера течет эмиттерный ток, который равен:

I_э=I_к+I_б

Причем в первом приближении можно считать, что I_э=I_к, т.к. ток базы I_б очень мал. В реальных транзисторах в эмиттере, базе и коллекторе есть неосновные носители заряда. Поэтому через закрытый коллекторный переход течет ток неосновных носителей заряда коллектора I_о, или тепловой ток, т.е.

I_э=I_к+ I_о

Н а схемах транзисторы обозначаются следующим образом

Для транзистора важно знать соотношение между входным током I_вх и выходным I_вых, поэтому вводят коэффициент передачи по току. В схеме с общей базой (наш пример) это  - коэффициент передачи по току или коэффициент передачи эмиттерного тока.

Он равен = I_к/I_э(0,96 – 0,999) – в реальных транзисторах, т.е. схема с общей базой не усиливает по току т.к. 1.

ТРИ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА

С хема включения с общей базой. Здесь база является общим электродом для входа и выхода.

I_вх= I_э, I_вых= I_к

U_вх= U_эб, U_вых= U_кб

Схема с общим эмиттером.

Здесь

I_вх= I_б, а I_вых= I_к

U _вх= U_бэ U_вых= U_кэ

Схема с общим коллектором.

I _вх= I_б, I_вых= I_э

U_вх= U_бк U_вых= U_эк

Наиболее часто встречаются схемы с общей базой и с общим эмиттером.

ВОЛЬТАМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНЗИСТОРА

Рассмотрим семейство входных и выходных вольтамперных характеристик, хотя есть и переходные характеристики и характеристики обратной связи ВАХ.

Входная вольтамперная характеристика транзистора в схеме включение с общей базой – это зависимость входного тока от входного напряжения I_вх=f(U_вх) при U_вых=const или иначе

I_э=f(U_эб) при U_кб=const.

Э то характеристика открытого эмиттерного перехода. На вольтамперную характеристику влияет напряжение на коллекторном p-n-переходе. Чем больше на нем напряжение, тем правее сдвигается входная вольтамперная характеристика транзистора. Это происходит в результате модуляции толщины базы. Если база уменьшается по толщине, то ее сопротивление увеличивается.

Выходная вольтамперная характеристика – это зависимость выходного тока от выходного напряжения I_вых=f(U_вых) при I_вх= const. Семейство выходных характеристик – это характеристики закрытого коллекторного p-n-перехода.

Здесь I_ко – тепловой коллекторный ток насыщения.

С увеличением входного тока выходной ток пропорционально возрастает (I_э4>I_э3>I_э2>I_э1>0). Выходной коллекторный ток практически не зависит от выходного напряжения U_кб.

Диапазон значений напряжения при U_кб0 – это не рабочая область вольтамперной характеристики. При значении U_кб=0 коллекторный ток в выходной цепи обусловлен наличием электрического поля высокоомной базы, разность потенциалов которой аналогична разности потенциалов рассматриваемого ранее p-n-перехода.

ПАРАМЕТРЫ СХЕМЫ С ОБЩЕЙ БАЗОЙ

при U_кб=const. r_э – дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода.

— диффузионное сопротивление базы

— объемное сопротивление базы (зависит от концентрации носителей в базе)

при I_э= const. r_к – это дифференциальное сопротивление коллекторного перехода.

• это коэффициент обратной связи по напряжению.

Отметим, что коэффициент обратной связи – это отношение входного напряжения к выходному. Отношение выходного напряжения к входному – это коэффициент прямой передачи (или коэффициент усиления ?)

при U_кб=const – это коэффициент прямой передачи по току.

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ТРАНЗИСТОРА

Обычно эквивалентную схему используют на переменном токе. Здесь С_э – диффузионная емкость эмиттерного p-n-перехода, ею обычно пренебрегают.

U_кб – эквивалентный генератор тока (напряжения ?).

U_кб=U_эб

Б’ – внутренняя точка базы.

r_б=r’_б+r”_б

=(10^-3 – 10^-5) – поэтому в реальных транзисторах ею пренебрегают.

В ыходная цепь включает r_к, барьерную емкость С_к и эквивалентный генератор тока I_э=I_к. Барьерной емкостью С_к пренебрегать нельзя, т.к. сопротивление коллекторного перехода r_к велико. В результате эквивалентная электрическая схема транзистора упрощается.

Параметры r_э, r_б, r_к, С_к приводятся в справочниках.

ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СХЕМЫ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

Входные характеристики – это зависимости тока базы от напряжения между базой и эмиттером I_б=f(U_бэ) при U_кэ=const. Это характеристики открытого p-n-перехода.

При напряжении менее 0,3 В в цепи базы протекает обратный ток I_о. С увеличением напряжения между коллектором и эмиттером U_кэ характеристика сдвигается влево, т.е. величина заданного входного тока п оявляется при меньшем напряжении база-эмиттер U_бэ, т.к. часть напряжения U_кэ прикладывается и к эмиттерному переходу.

Выходные вольтамперные характеристики – это зависимость выходного коллекторного тока от выходного напряжения, т.е. в данном случае I_к=f(U_бэ) при постоянном входном токе базы I_б=const. Это характеристики закрытого коллекторного p-n-перехода.

I _кос – сквозной ток насыщения в схеме с общим эмиттером. Это нулевой сквозной ток коллектора, он течет через весь транзистор.

С ростом входного тока выходной ток также возрастает (I_б4> I_б3> I_б2> I_б1>0). Причем, чем больше входной ток, тем больше зависимость тока коллектора I_к от выходного напряжения U_кэ.

Ч то касается параметров схемы замещения, то здесь важно знать соотношение между входным и выходным токами. По аналогии со схемой с общей базой можно представить следующую схему замещения. Здесь параметры r_б, r_э, r_к, С_к – те же что и в схеме с общей базой, но данная схема не удобна, т.к. в ней нет связи между входным током I_б и выходным током I_к. Можно записать

I_э=I_к+I_б Из схемы с общей базой I_к=I_э+I_ко , подставляем в данное выражение предыдущее, тогда

I _к=I_э+I_б+I_ко и отсюда получаем

А  - коэффициент передачи по току в схеме с общей базой, тогда

 - коэффициент передачи потоку в схеме с общим эмиттером.

П оскольку коэффициент  - близок к единице, то >>1, т.е. схема с общим эмиттером усиливает по току. Тогда эквивалентную электрическую схему можно представить в виде