Параметры биполярного транзистора в схеме с общей базой, страница 4

Статическими характеристиками транзистора называют графики, выражающие функциональную связь между токами и напряжениями транзистора. Наибольшее распространение получили статические харак­теристики, относящиеся к Н-системе, в которой в качестве независимых переменных приняты входной ток и выходное напряжение. Можно полу­чить четыре семейства характеристик:

1. Входные характеристики                  U_вх = F(I_вх) при U_вых = const.

2.  Выходные характеристики                I_вых = F(U_вых) при I_вх = const.

3.  Характеристики обратной связи         U_вх = F(U_вых) при I_вх = const.

4.  Характеристики прямой передачи          I_вых = F(I_вх) при U_вых = const.

Наиболее важными являются входные и выходные характеристики. Характеристики обратной связи можно получить перестройкой входных, а характеристики прямой передачи - выходных характеристик.

       Для определения характера аналитических зависимостей токов инапряжений втранзисторе можно представить идеализированный тран­зистор простой эквивалентной схемой (рис.4).

Транзистор представляется

од­номерной моделью, состоящей из двух идеальных pn-переходов, включенных навстречу друг другу. Каждый рn-переход представлен в виде диода, а их взаимодействие отражено генератора­ми токов. Если эмиттерный переход включен в прямом направлении и че­рез него протекает ток I₁ то в цепи коллектора будет протекатьнесколько меньший ток (из-за рекомбинации в базе), который насхеме изображается генераторомтока  (α<1). Если транзистор включен инверсно, то через коллекторный переход протекает прямой ток I₂, а в цепи эмиттера - ток, отображаемый генератором .

Таким образом, токи эмиттера и коллектора в общем случае содер­жат две составляющие: инжектируемую (I₁ или I₂) и собираемую (  или   ):  

 ,        .

Связь инжектируемых токов с напряжениями на переходах выра­жается формулами, аналогичными ВАХ идеализированного рп-перехода:

          ,                                      (8)

где I_эбк - тепловой токнасыщения эмиттерного перехода, измеренный при замкнутых накоротко выводах коллектора и базы;  I_кбк - тепловой ток насыщения коллекторного перехода, измеренный при замкнутых нако­ротко выводах эмиттера и базы.

Связь между тепловыми токами изолированных pn-переходов I_эбо, I_кбо и тепловыми токами I_эбк, I_кбк в транзисторе можно получить из урав­нений (7) и (8). Пусть  I_э=0, тогда . При достаточно большом обратном     напряжении      на     коллекторном      переходе,      U_кб <<0,

  и 

Подставив эти выражения в (7) для тока кол­лектора получим

 Аналогично,

Можно также показать, что справедливо равенство

                                                                                                               (9)

Выражения для токов транзистора с учетом (8) примут вид:

   (10)

Уравнения (10) были предложены в 1954 году Эберсом иМоллом. Эта система уравнений и электрическая схема, им соответствующая, на­зывается моделью Эберса-Молла. Эта модель универсальна, пригодна для любыхсочетаний напряжений на эмиттерном и коллекторном переходах, то есть справедлива для всех областейработы транзистора. Она широко применяется для анализа статическихрежимов транзистора, несмотря на ее приближенность.

Решив уравнения (10) относительна U_эб получим

Это уравнение описывает входные характеристики идеализированного транзистора в схеме с ОБ.