Особенности поведения коэффициента усиления и пробивных напряжений транзистора

Коэффициент усиления по току b в общем случае зависит от тока коллектора (рис.10.4). При малых токах заметен вклад рекомбинационно-генерационного тока, вследствие большого количества поверхностных состояний в обеднённой области эмиттера на границе раздела кремний-окисел по сравнению с полезным диффузионным током неосновных носителей в базе. А при больших токах повышение плотности неосновных носителей инжектированных в базу повышает плотность основных носителей базе, что снижает эффективность эмиттера и приводит к уменьшению коэффициента усиления.

При увеличении напряжения на переходе коллектор-база наступает пробой, как видно на правой части рисунка 10.5. Напряжение пробоя BV_CBO, предпробойный ток I_CO.

Ток базы равен разнице эмиттерного и коллекторного тока или . При разомкнутой базе (левая часть рисунка 10.5) I_Б =0, тогда

.

Т.к. в этих условиях эмиттерный и коллекторный токи равны (I¢_CO=I¢_E), то

(10.4)

Т.е. коллекторный ток при разомкнутой базе намного больше I_CO.

Так же дифференциальное сопротивление коллектора r¢_к:

или (10.5)

Дифференциальное сопротивление коллектора уменьшается в b раз.

Коэффициент усиления, как указывалось (см. выражение 10.2) равен . Однако при пробое возникает умножение носителей с коэффициентом М.

Тогда можно записать, что , (*)

где М - коэффициент ударной ионизации. При Мa=1 наступает специфическая разновидность пробоя (b®¥), свойственная включению ОЭ. Значение М связано с подаваемым напряжением на переход полуэмпирической формулой:

, где V_СBО - напряжение лавинного пробоя. (**)

Приравнивая М=1/a из (**) найдём, что напряжение пробоя V_CEO для включения ОЭ определяется выражением:

Т.е. Напряжение пробоя V_CEO для включения ОЭ намного меньше напряжения V_CBO включения с ОБ

Итоговое представление с ОЭ

I_вых = I_к

I_вх = I_б

U_вх = U_бэ

U_вых = U_кэ

Коэффициент усиления по току: I_вых/I_вх = I_к/I_б = I_к/(I_э-I_к) = α/(1-α) = β [β>>1].

Входное сопротивление: R_вх = U_вх/I_вх = U_бэ/I_б.

Достоинства

Большой коэффициент усиления по току.

Большой коэффициент усиления по напряжению.

Наибольшее усиление мощности.

Можно обойтись одним источником питания.

Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.

Недостатки

Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой