Вольт-амперные характеристики БТ

Транзистор может работать на постоянном токе, малом переменном сигнале, большом переменном сигнале и в ключевом режиме. Входные и выходные характеристики транзистора обычно приводятся в справочниках (каталогах) транзисторов, которые широко используют для анализа работы транзисторов и для расчета схем при больших сигналах

При расчете устройств с бинарными транзисторами часто их представляют в виде четырехполюсников. Как любой четырехполюсник, БТ характеризуется входными и выходными вольт-амперными характеристиками (ВАХ). Эти характеристики для схемы включения с ОЭ изображены на рис. 1.12, а и б.

Входная ВАХ БТ практически повторяет ВАХ полупроводникового диода. Незначительное ее смещение при напряжении U _КЭ > 0 обусловлено тепловым током обратно смещенного коллекторного перехода.

На семействе выходных ВАХ БТ можно выделить три области, соответствующие различным режимам его работы: область 1, соответствующая режиму насыщения, область активного режима работы 2 и область 3, соответствующая режиму отсечки.

В режимах отсечки и насыщения управление транзистором практически отсутствует. В активном режиме транзистор выполняет функцию активного элемента электрических схем усиления сигналов, генерирования колебаний, переключения и т.п.

Семейства входных                 и выходных

статических характеристик транзистора в схеме с ОЭ могут быть получены в результате эксперимента или расчёта.

12. h -параметры БТ

П ри расчете устройств с небольшими изменениями входных сигналов часто используют h -параметры транзистора, представляя его в виде линейного четырехполюсника, описываемого системой из двух уравнений, в которых индекс ‘Э’ у коэффициентов уравнений указывает, что они относятся к схеме с ОЭ:

где – входное динамическое сопротивление транзистора (h _11Э = 100-1000 Ом);

– безразмерный коэффициент внутренней обратной связи по напряжению, значение которого лежит в пределах 0,002-0,0002);

– коэффициент передачи тока при постоянном напряжении на коллекторе; его также обозначают K _i или β (h _21Э = 15-200);

– выходная проводимость транзистора при постоянном токе базы (h _22Э = 10^-4-10^-6 См).

 

Частотные свойства БТ

Наличие эффекта изменения объемного заряда в области базы, входной C _БЭ и проходной C _БК емкостей p-n -переходов отражается на его частотных свойствах, которые оценивают обычно частотами среза: нижней f _н и верхней f _в коэффициента передачи по току h _21Э.

На рис 1.15 представлена амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) коэффициента передачи по току h _21Э в функции от частоты f входного сигнала u _вх

Физический смысл предельных частот среза f _н и f _в коэффициента h _21Э – это частоты, на которых модуль коэффициента h _21Э снижается не более, чем в 1/√2 ≈ 0,707 раз, по сравнению с его значением в полосе пропускания Δ f = f _в – f _н.

14. Составной транзистор

Как следует из табл. 1.2, усилительные свойства БТ определяются параметром h _21Э. Этот параметр зависит от конструкции прибора (фактически от толщины базового слоя), поэтому его значение ограничено технологическими возможностями. Как правило, значение h _21Э не превышает одну-две сотни у маломощных и нескольких десятков у мощных БТ.

Эффективным способом увеличения коэффициента h _21Э является использование структуры составного транзистора, в которой выходной ток одного БТ используется в качестве управляющего тока для другого БТ.

Cхемы составного транзистора эквивалентных структур п-р-п (схема Дарлингтона) (а) и p-n-p (схема Шиклая) (б) представлены на рис. 1.16. В первом приближении можно полагать, что при таком включении транзисторов VT 1 и VT 2 результирующий коэффициент передачи по току

h _21Э.∑ = h _21Э.1 h _21Э.2. (1.7)

Контрольные вопросы по теме 1

1. Какими зарядами создаётся запирающий слой р-п -перехода и внутреннее электрическое поле перехода?

2. Объясните зависимость ширины запирающего слоя р-п -перехода от полярности при­­ложенного напряжения.