- •Сведения из теории биполярные транзисторы.
- •4.1 Классификация транзисторов
- •4.2 Система обозначений транзисторов.
- •4.3 Устройство биполярного транзистора.
- •4.4 Режимы работы биполярного транзистора.
- •4.5 Принцип действия транзистора в основном активном режиме
- •4.6 Схемы включения транзисторов.
- •4.7 Статические характеристики транзисторов.
- •4.7.1 Статистические характеристики транзистора, включенного по схеме с об.
- •4.7.2 Статические характеристики транзистора, включенного по схеме с оэ.
- •4.7.3 Статические характеристики транзистора, включенного по схеме с ок
- •4.8 Параметры и эквивалентные схемы транзисторов.
- •4.8.1 Дифференциальные (малосигнальные) параметры транзистора.
- •4.8.1.1 Система z-параметров
- •4.8.1.2 Система y-параметров.
- •4.8.1.3 Система h-параметров.
- •4.8.1.4 Определение низкочастотных h- параметров по характеристикам транзистора.
- •4.8.1.5 Связь между z,y и h - параметрами
- •4.8.2 Физические параметры и т-образная эквивалентная схема транзистора на низких частотах
- •4.8.3 Связь физических параметров с параметрами четырехполюсника
- •4.9. Влияние температуры и проникающей радиации на характеристики и параметры транзисторов.
- •4.10 Динамический режим работы транзистора.
- •4.10.1 Сущность динамического режима работы транзистора.
- •4.10.2 Принцип работы транзисторного усилителя.
- •4.10.3 Динамические (нагрузочные) характеристики.
- •4.10.3.1 Выходные динамические характеристики.
- •4.10.3.2 Входные динамические характеристики.
- •4.10.4 Динамические параметры.
- •4.10.5 Сравнительная оценка схем включения транзисторов.
- •4.11 Частотные свойства транзисторов.
- •4.11.1 Особенности работы транзисторов на высоких частотах
- •4.11.2 Влияние инерционности диффузионного движения носителей в базе (влияние времени пробега носителей)
- •4.11.3 Влияние емкостей переходов и распределенного сопротивления базы на частотные свойства транзисторов
- •4.11.4 Собственные шумы транзисторов
- •4.11.5 Ключевой режим работы транзистора
- •Выполнение лабораторной работы на лабораторном стенде «тэц и оэ – нрм».
- •Порядок выполнения работы
- •Выполнение лабораторной работы на лабораторном стенде 17д – 01.
- •Прядок выполнения работы
4.7.1 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
.