Характеристики биполярных транзисторов.

Зависимости между токами и напряжениями в транзисторах выражаются статическими характеристиками транзисторов, снятыми при постоянном токе и отсутствии нагрузки в выходной цепи. Характеристики необходимы для рассмотрения свойств транзисторов и для практических расчетов транзисторных схем.

В транзисторах взаимно связаны четыре величины: i₁, i₂, u₁, u₂ - входные и выходные токи и напряжения. Одним семейством это показать нельзя. Необходимо два семейства характеристик. Наиболее удобно рассматривать семейство входных характеристик i₁=f(u₁) вместе с семейством выходных характеристик i₂=f(u₂).

Для каждой из трех схем включения транзистора существует свое семейство характеристик. Пользуясь характеристиками, надо обращать внимание на то, к какой схеме они относятся. Рассмотрим основные характеристики для наиболее распространенных схем 0 с общей базой и общим эмиттером. Эти характеристики приводятся в справочной литературе.

Для схемы с общей базой входным током является ток эмиттера. Поэтому входные характеристики аналогичны характеристике для прямого тока диода, поскольку ток эмиттера является таким током (рис.7.14б).

При u_кб=0 характеристика идет из начала координат, так как ток равен 0. А если u_кб>0, то характеристика проходит немного выше, т.е. возникает ток эмиттера, и при u_эб=0 протекает небольшой начальный ток i_эн.. Условие u_зб=0 соответствует короткому замыканию эмиттера и базы. Характеристики для различных u_кб расположены очень близко друг к другу, и в справочниках приводится только одна характеристика для некоторого нормального u_кб. Малое влияние напряжения u_кб на ток эмиттера объясняется тем, что поле, создаваемое напряжением u_кб, сосредоточено в коллекторном переходе.

На рис.7.14а показано семейство выходных характеристик . Они даются для постоянных значениях тока эмиттера . При характеристика проходит через начало координат. Рабочие участки выходных характеристик для различных представляют собой прямые линии, идущие с небольшим наклоном, что означает малое влияние напряжения на ток коллектора.

Рис. 7.14.

Рассмотрим характеристики транзистора, включенного по схеме с ОЭ.

На рис.7.15а даны выходные характеристики , а на рис.7.15б – входные характеристики

Главные отличительные черты включения ОЭ от включения ОБ сводятся к следующему:

· Кривые коллекторного семейства не пересекают ось ординат и полностью расположены в квадранте. Это легко понять из соотношения ; кривые ОЭ получаются путем сдвига кривых ОБ (рис.7.14а ) на величину , которая тем больше, чем больше ток.

· Кривые коллекторного семейства менее регулярны, чем в схеме ОБ: они имеют гораздо больший, неодинаковый наклон и заметно сгущаются при больших токах. Ток при оборванной базе (когда ) намного больше тока при оборванном эмиттере и зависит от выходного напряжения. Входной ток базы может иметь не только положительную, но небольшую отрицательную величину (т.е. для транзистора вытекать из базы).

· Кривые базового семейства по сравнению с эмиттерным семейством не только имеют другой масштаб тока, но сдвинуты вниз на величину тока , который протекает в базе тогда, когда ток . Кроме того, кривые несколько более линейны, чем при включении ОБ.

а) б)

Рис.7.15