16.10. Характеристики и параметры транзисторов

16.10.1. Статической называется характеристика транзистора, опи­сывающая взаимосвязь между входными и выходными токами и напря­жениями, когда в выходной цепи нет нагрузки.

Применяются такие статические характеристики биполярных тран­зисторов: _в

а) входные;

б) выходные;

в) переходные.

Входная характеристика — это зависимость при постоянном напряжении на выходе

Выходная характеристика — это зависимость при

постоянном входном токе

Переходная характеристика (характеристика усиления) — это зави­симость при постоянном напряжении на выходе

Входные и выходные характеристики строят эксперименально, а пере­ходные можно построить с помощью семейства выходных характеристик.

Статические характеристики биполярных транзисторов разные для каждой из схем включения транзисторов.

16.10.2. На рис. 16.19 приведены входные статические характе­ристики транзистора типа, который включен по схеме с общим эмиттером. Входная характеристика (вольт-амперная характеристика эмиттерного перехода) представляет собой обычную правую ветвь вольт-амперной характеристики диода. Процессы в одном переходе влияют на процессы в другом. Вид входной характеристики зависит от напря­жения между эмиттером и коллектором.

Выходная характеристика напоминает вольт-амперную характерис­тику диода, который включен обратно (рис. 16.20). На ток коллектора в значительной мере влияет ток базы.

На рис. 16.23 приведены статические переходные характеристики транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером.

16.10.3. При расчетах схем с биполярными транзисторами применя­ют параметры транзистора. Эти параметры характеризуют свойства транзистора при малых изменениях токов и напряжений, /г-параметры транзистора разные для каждой схемы включения транзистора, но в спра­вочниках есть формулы перерасчета параметров одной схемы в другие.

Для схемы с общим эмитером /г-параметры, выраженные с помощью входных и выходных токов и напряжений, имеют такой вид.

Параметр /гц представляет собой входное сопротивление тран­зистора

Параметр /г₁₂ — это коэффициент обратной связи по напряжению

Параметр —коэффициент усиле­ния по току

Параметр характеризует исходную проводимость транзистора

16.10.4. Существенными являются три ограничения использования транзистора.

Ограничение по мощности, которая выделяется на коллекторном переходе препятствует перегреву перехода.

Ограничение по напряжению между коллектором и эмиттером обеспечивает отсутствие пробоя коллекторного перехода.

Ограничение по коллекторному току сохраняет также работоспособность перехода. На рис. 16.24 приведена рабочая область выходных характеристик би­полярных транзисторов, которая создается ограничивающими кривыми.

16.11. Полевые транзисторы

16.11.1. В полевых (униполярных) транзисторах электрический ток

создается движением носителей заряда только одного знака. Управ­ление током осуществляется электрическим полем, которое создается входным сигналом, а не током базы. Поэтому в управляющем электро­де (затворе) ток практически не протекает. Следовательно, полевой тран­зистор имеет очень большое входное сопротивление.

Полевые транзисторы используют в усилителях мощности и преоб­разователях электрических колебаний. Есть два типа полевых транзисторов: с управляющим переходом; с изолированным затвором.

16.11.2. Транзистор с управляющимр-п-переходом представляет со­бой полупроводниковую пластину. На гранях этой пластины создан полупроводниковый слой другого типа. Транзистор имеет три электро­да: сток с, исток и и затвор з. Электрод, от которого двигаются основ­ные заряды, называется истоком. Электрод, к которому движутся за­ряды, называется стоком.

Из рис. 16.25 видно, что при снижении потенциала на затворе умень­шается сечение -канала, т. е. увеличивается его сопротивление (уменьшается ток стока). Затвор всегда включа­ется обратно к истоку. На рис. 16.26 при­ведены условные обозначения транзис­тора с управляющим p-n-переходом (а — с p-каналом, б — с n- каналом). Полевые транзисторы, как и биполяр­ные, имеют три схемы включения: с общим истоком; с общим стоком; с общим затвором. Основной усилительной схемой яв­ляется схема с общим истоком (рис. 16.27). 16.11.3. Выходные характеристики схемы с общим истоком называются сто­ковыми характеристиками (рис. 16.28). Они напоминают выходные характерис­тики биполярного транзистора. 16.11.4. В транзисторе с управляющим р-n-переходом есть диодное соединение. При положительном заряде на затворе на­блюдается обычная диодная проводи­мость. В транзисторах с изолированным затвором между материалами с различ­ными проводимостями находится пленка изолятора. Затвор действительно изолиро­ван от истока и стока и действует на ток только своим электрическим полем. Кон­структивно транзистор выполняется на полупроводниковой подложке, которая имеет проводимость, противоположную проводимости канала. Подложка обозна­чается на схемах стрелкой. Основной яв­ляется схема включения с общим истоком (рис. 16.29).

Стоковые характеристики полевого транзистора с изолированным затвором, включенного по схеме с общим истоком, напоминают выходные характеристики биполярного транзистора (рис. 16.30). Режим обеднения /характеризуется от­рицательным потенциалом на затворе, режим обогащения II — положи­ тельным. Положительный потенциал на затворе способствует

расширению канала, уменьшает его сопротивле­ние и повышает стоковый ток.