Статистические характеристики транзистора, включенного по схеме с ОБ.

а) Семейство входных характеристик.

Входные характеристики транзистора, включенного по схеме с ОБ, представляют собой графическую зависимость тока эмиттера от напряжения эмиттера при постоянном напряжении на коллекторе

Они приведены на рис 4.11

Рис 4.11

При , что равносильно короткому замыканию источника коллекторного питания, работает только один эмиттерный переход, включенный в прямом направлении. Поэтому характеристика представляет собой прямую ветвь вольт-амперной характеристикой диода (р-п перехода) и объясняется аналогично.

При эмиттерный р-п переход находится в равновесном состоянии и через него протекают равные и противоположно направленные токи и ,поэтому

.

При увеличении напряжения , но , потенциальный барьер эмиттерного р-п перехода еще не скомпенсирован и препятствует росту тока эмиттера, поэтому возрастает сравнительно медленно по экспоненциальному закону.

При , потенциальный барьер оказывается скомпенсированным и не препятствует росту тока . Ток эмиттера ограничивается только величиной распределенного (объемного сопротивления области базы ), поэтому ток возрастает линейно, с увеличением напряжения, подчиняясь закону Ома .

Характеристики, снятые при отрицательных напряжениях на коллекторе , смещаются влево (или вверх). Это объясняется влиянием распределенного сопротивления базы (рис 4.12)

Рис 4.12

Ток базы , проходя по этому сопротивлению, создает на нем падение напряжения

, включенное в цепь эмиттера встречно с напряжением источника . Напряжение, действующее непосредственно на эмиттером переходе, равно

(4.8)

При увеличении отрицательного напряжения происходит расширение коллекторного р-п перехода и сужение базы, что сопровождается уменьшением числа рекомбинаций в базе и, следовательно, тока базы . А это, согласно выражению (4.8), приводит к увеличению напряжения на эмиттером переходе, а значит и тока при фиксированном значении напряжения .

Так как при различных значениях напряжения ток. , а следовательно, и ток эмиттера изменяются очень незначительно и характеристики идут близко друг к другу, то в справочниках обычно приводятся две характеристики, снятые при и некотором номинальном значении.

б) Семейство выходных характеристик

Выходные характеристики транзистора, включенного по схеме с ОБ, представляют собой графическую зависимость тока коллектора от напряжения на коллекторе при постоянном токе эмиттера

и приведены на рис 4.13

Рис.4.13

При токе эмиттера, равном нулю , что равносильно разрыву цепи эмиттера, в цепи коллектора протекает небольшой обратный ток коллекторного перехода ,величина которого не зависит от напряжения и определяется только концентрацией неосновных носителей в базе и коллекторе. Характеристика аналогична обратной ветви вольт амперной характеристики диода. При достаточно большом, по абсолютной величине, напряжении происходит электрический пробой коллекторного перехода, приводящий к резкому увеличению тока коллектора. Характеристики, снятые при (активном режиме) смещаются вверх пропорционально увеличению тока эмиттера, т.к. с увеличением тока эмиттера возрастает и ток коллектора, как следует из выражения . Физически это объясняется том, что с увеличением тока эмиттера больше дырок инжектирует из эмиттера в базу и следовательно, больше их втягивается полем коллекторного перехода в коллектор.

При напряжении и ток коллектора близок к своему максимальному значению, определяемому током эмиттера, т.е. . Это объясняется тем, что дырки, инжектированные из эмиттера в базу, диффундируют по ней, достигают коллекторного перехода и перебрасываются в коллектор полем коллекторного перехода независимо от величины коллекторного напряжения. Чтобы ток коллектора стал равным нулю, необходимо на коллекторный переход подать небольшое прямое напряжение (режим насыщения) . Тогда возникает инжекция дырок из коллекторного перехода в базу (прямой ток коллектора), направленный навстречу потоку дырок, движущихся из эмиттера через базу в коллектор (навстречу диффузионному току ). При равенстве прямого тока открытого коллекторного перехода управляемому току коллектора, результирующий ток коллектора станет равным нулю

.