Статические характеристики транзистора

Статические характеристики транзистора используются для определения его параметров и для расчета схем. Они бывают входные и выходные, причем внешний вид характеристик одного и того же транзистора зависит от схемы его включения. В данной работе рассматриваются статические характеристики транзистора для схемы с общим эмиттером.

Входной характеристикой транзистора для схемы с общим эмиттером называется зависимость тока базы от напряжения на базе

I_Б=f(U_Б)

при постоянном напряжении на коллекторе U_K = const, а выходной – зависимость тока коллектора от напряжения на немI_К=f(U_К)при неизменном токе базыI_Б=const.

Для снятия статических характеристик транзистора с общим эмиттером используется схема, изображенная на рис. 4.

Рисунок 4. Схема для снятия статистических характеристик транзистора с общим эмиттером

Типичное семейство входных характеристик (зависимость I_БотU_Бпри нескольких постоянныхU_K) представлено на рис. 5а, а семейство выходных характеристик (I_К=f(U_К)при нескольких значений тока базыI_Б) – на рис. 5б.

Отметим, что при увеличении коллекторного напряжения по модулю входная статистическая характеристика располагается ниже и правее. Объясняется это тем, что при этом расширяется коллекторный переход и соответственно уменьшается ширина базы, вследствие чего уменьшается ток рекомбинации, т.е. ток базы I_Б. Основными параметрами транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, являются:

1) коэффициент усиления по току приU_K = const.

2) входное сопротивление приU_K = const.

3) выходное сопротивление приI_Б= const.

Вычисляются эти параметры с помощью статических характеристик.

Для определения R_вхнадо взять на входной характеристике, снятой при некотором постоянномU_K, прямолинейный участок и выбрать приращенияU_БиI_Б(рис. 5а). Отношениеи определяет входное сопротивлениеR_вхпри данном постоянномU_K . Видно, что значениеR_вхопределяется наклоном кривой входной характеристики, который зависит от величины коллекторного напряжения. Аналогичным образом с помощью выходной характеристики определяютR_вых(рис.5б). ПриращенияU_Kи соответствующее емубрать надо на прямолинейном участке. Тогда

.

Необходимо отметить, что выходное сопротивление R_вых при разных токах база имеет различные значения, поэтому полученное значениеR_выхбудет относиться только к определенному току базыI_Б3.

Для нахождения коэффициента усиления необходимо взять две выходные характеристики, снятые при различных значениях базы -I_Б4иI_Б3 (рис.5а). ТогдаI_Б=I_Б4-I_Б3, а за приращениенеобходимо взять разность значений тока коллектора при одном и том же напряженииU_K(на рисунке приU_K= U_KЭ2), но при различных значениях тока базы. Отношениеи дает значение коэффициента усиленияпри постоянном коллекторном напряженииU_KЭ2.

Целью данной работы является снятие статических характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером и определением по ним основных параметров: R_вх, R_выхи. Для снятия статических характеристик используется схема, изображенная на рисунке 4.

I_Б

I_Б2

I_Б1

U_Б

U_Б1

0

-U_Б, mB

U_Б2

а

I_Б5 > I_Б4> I_Б3> I_Б2> I_Б1

I_K,mA

-U_KЭ, B

I_K1

I_K2

I_K

I_K''

I_K0

U_KЭ1

U_KЭ2

U_KЭ3

U_K

I_Б1

I_Б=0

I_Б2

I_Б3

I_Б4

I_Б5

б

0

Рисунок 5. Графики входящих и выходящих характеристик для транзисторов с общим эмиттером