2.2. Вольт-амперные характеристики транзистора

При включении транзистора по схеме с ОБ входным током будет ток эмиттера , выходным – ток коллектора , входным напряжением – напряжение на эмиттерном переходе , выходным – напряжение на коллекторном переходе (рис. 3.2).

Входные ВАХ показаны на рис. 3.4, а. Они почти повторяют ВАХ прямосмещенного эмиттерного перехода.

,

где – обратный ток эмиттерного перехода.

Выходные характеристики показаны на рис. 3.4, б.

I_Э

I_К

I_Э3

0

U_КБ = 0

U_ЭБ

U_КБ

I_Э = 0

I_Э2

I_Э1

I_Э3

I_Э2

I_Э1

I_К = I_КБ0

U_КБ << 0

а б

Рис. 3.4. Вольт-амперные характеристики транзистора в схеме с ОБ:

а – входные; б – выходные

При выходная ВАХ представляет собой перевернутую характеристику коллекторного перехода с током насыщения . При к нему прибавляется ток . Полный ток коллектора составляет

. (3.10)

Наклон выходных характеристик в активном режиме объясняется модуляцией ширины базы коллекторным напряжением. С ростом обратного напряжения на коллекторе увеличивается ширина ОПЗ коллекторного перехода и уменьшается ширина базы, рекомбинация дырок в базе становится меньше и коллекторный ток возрастает. Тем самым создается конечная величина дифференциальной проводимости коллектора

,

где – ширина ОПЗ коллекторного перехода (здесь и далее строчными буквами и обозначены малые приращения токов или напряжений). Обычно величина 50 кОм…1 Мом.

На рис. 3.5 показаны простейшие эквивалентные схемы р–п–р- транзистора в нормальном режиме при и .

I_Э

I_Э

i_Э

I_Б = (1 – )I_Э

I_К = I_Э

i_Э

r_Э

i_Б

r_Б

i_R

r_К

а б

Рис. 3.5. Эквивалентные схемы p–n–p-транзистора

в режиме большого (а) и малого (б) сигналов

Рис. 3.5, б соответствует режиму малого сигнала, когда эмиттерный диод может быть заменен дифференциальным сопротивлением эмиттера.

Величина дифференциального сопротивления эмиттера определяет входное сопротивление транзистора в схеме ОБ.

Передаточная характеристика представляет собой почти линейную зависимость и описывается выражением (3.10). Коэффициент передачи тока и обратные токи эмиттерного и коллекторного переходов образуют минимальный набор статических параметров, достаточный для грубого описания работы транзистора.

2.3. h^-параметры транзисторов

Транзистор как активный элемент электрической цепи характеризуется системой малосигнальных -параметров, которые представляют собой производные соответствующих ВАХ в заданной рабочей точке, определяемой и .

– входное сопротивление транзистора;

– коэффициент обратной связи по напряжению;

– коэффициент передачи тока;

– выходная проводимость.

Для схемы с ОБ , , . За положительное направление токов в системе -параметров принимаются токи, втекающие в транзистор. В соответствии с принципом действия транзистора ток эмиттера втекает в эмиттерный выход, а ток коллектора вытекает, поэтому .

С ростом отрицательного напряжения на коллекторном переходе происходит уменьшение ширины базы из-за увеличения ширины коллекторного перехода. При постоянном эмиттерном токе это вызывает уменьшение концентрации дырок на эмиттерном переходе и соответственно напряжения на эмиттере (рис. 3.3).

Параметры и определяются по входным, а и – по выходным характеристикам, используя соответствующие малые конечные приращения и .