Характеристики транзисторов

Лекция 6

Из уравнения (2) следует, что

(3)

При подстановке (3) в (1) получаем

(4)

- коэффициент передачи тока базы

| пренебрегаем I_КБО |

;

Характеристики транзисторов

Выходная (коллекторная характеристика)

I_К=f(U_КЭ) при I_Б = const

Участки: I – крутой, II – пологий, III – участок теплового пробоя.

Основным является II (усилительный) участок. На нём транзистор можно представить как управляемый источник тока.

Наклон пологого участка: при ↑U_КЭ => ↑φ₀ => ↑ объёмный заряд => ↑ ширина двойного слоя => ↓ эффективная ширина базы => ↓ вероятность рекомбинации => ↑ I_К.

, ,

Для увеличения I_Б надо увеличить U_БЭ:

I-участок ,

Пусть мы будем уменьшать U_КЭ при U_БЭ = const, когда U_КЭ = U_БЭ = U_{КЭ НАС}, при дальнейшем уменьшении U_КЭ, U_КБ сменит знак – коллекторный переход встал под прямое напряжение.

Возникает диффузия дырок из коллектора в базу, следовательно уменьшается ток I_К, транзистор теряет усилительные свойства.

I участок используется в ключевом режиме транзистора. U_КЭН ≈ 0.2 ÷ 1 В

III участок – участок теплового пробоя. Если увеличится U_КЭ энергии электрического поля станет достаточно для ударной ионизации, нерабочий участок.

Входная характеристика

Семейство кривых I_Б = f(U_БЭ) при U_КЭ = const

I_Б = I_К + I_Э

Входная характеристика - ВАХ двух параллельно включенных p-n переходов.

При U_КЭ = 0 на ЭБ и БК U_ПРЯМОЕ.

При U_КЭ > U_КЭН на ЭБ – U_ПРЯМОЕ, на БК – U_{ОБРАТНОЕ}.

При U_БЭ = 0 I_Б = I_КБО

I_Б = I_К - I_Э = (1-α) × I_Э - I_КБО из (2)

- сопротивление базы – входное дипольное сопротивление транзистора

Транзисторные усилители

Устройства, которые с помощью изменения сигнала малой мощности управляют изменением большой мощности на нагрузке

1. Усилители постоянного тока.
2. Усилители переменного тока.

Усилители чаще всего усиливают напряжение.

Усилитель постоянного тока переменного сигнала не должен воспринимать постоянную составляющую, для этого на входе ставят конденсатор. Влияние конденсатора уничтожает дрейф нуля.

Усилитель переменного тока проще, чем усилитель постоянного тока, т.к. усилитель должен воспринимать постоянную составляющую, поэтому нельзя ставить конденсатор и бороться с дрейфом нуля другими способами, которые приводят к усложнению схемы усилителя.

Усилительный каскад с общим эмиттером

Построим передаточную характеристику каскада.

Режим класса Б

I Участок:

I_Б ≈ 0, транзистор закрыт, I_Б = I_КБО, I_К = β × I_Б = 0, U_КЭ=E_К - I_К × R_К, т.к. I_К=0,

U_КЭ = E_К.

II Участок:

I_Б имеет значение (из входной характеристики) неравное нулю. I_К = β × I_Б ≠ 0 при увеличении U_БЭ, увеличиваются I_Б, I_К и уменьшается U_КЭ.

III Участок

При увеличении U_БЭ; U_КЭ остаётся постоянным и равен U_КЭН = (0.2÷1) В

Предел измерения:

I_КБО ≤ I_К ≤ ; U_КЭН ≤ ( U_КЭ = U_ВЫХ ) ≤E_К

Знаки ∆U_ВХ и ∆U_ВЫХ – разные, такой каскад называется инвертирующим.