Электронные полупроводниковые приборы, страница 19

Рисунок 3.10 – Семейство входных В.А.Х. биполярного

    транзистора, включённого по схеме с общей базой

Далее устанавливается некоторое напряжение на коллекторе U_к2  и снимается следующая входная В.А.Х.

При появлении отрицательного потенциала на коллекторе часть дырок, перешедших из эмиттера в базу теперь движутся в коллектор через коллекторный p–n переход. Это приводит к увеличению эмиттерного  тока I_э при тех же значениях напряжений на эмиттере U_э, так как этот ток, как отмечалось, равен сумме токов базы и коллектора. Отсюда следует, что значения эмиттерного тока будут больше прежних значений на величину коллекторного тока. Следовательно, эта характеристика пойдёт выше прежней характеристики (U_к2>0, рисунок 3.10).

Следующая входная В.А.Х. снимается при следующем бóльшем напряжении U_к3>U_к2. Увеличение коллекторного напряжения приводит к увеличению коллекторного тока, что вызывает увеличение эмиттерного тока. Последнее приводит к тому, что характеристика при U_к3 будет расположена выше характеристики при U_к2 (рисунок 3.10).

Семейство выходных характеристик представляет зависимость тока коллектора I_к от величины коллекторного напряжения U_к при неизменном значении тока эмиттера I_э:

I_к = f(U_к)     при I_э = const

Первой является характеристика при нулевом токе эмиттера. В этом случае в транзисторе функционирует только коллекторный переход, который находится под обратным напряжением. Очевидно, что в этом случае выходная характеристика будет полностью повторять В.А.Х. p–n перехода, находящегося под обратным напряжением (рисунок 3.11, I_э = 0).

Рисунок 3.11 – Семейство выходных В.А.Х. биполярного

                     транзистора, включённого по схеме с общей базой

Для снятия следующей выходной характеристики устанавливается некоторое значение тока эмиттера I_э2. При нулевом напряжении на коллекторе ползунок потенциометра находится в крайнем нижнем положении. Это приводит к закорачиванию коллектора с базой. В результате эмиттерное напряжение, прикладываемое к выводам эмиттер – база создаёт токи в двух участках цепи. Первый – эмиттер, база и второй – эмиттер, база, коллектор, перемычка в R₂ и база. Поэтому, при нулевом напряжении на коллекторе в коллекторе имеет место коллекторный начальный ток, который на графике обозначен I_{к нач.}. Увеличение коллекторного напряжения не значительно влияет на увеличение тока коллектора. Это связано с тем, что величина коллекторного тока зависит от плотности дырок в базе, прошедших из эмиттера. В такой схеме включения транзистора их плотность определяется только напряжением на эмиттере. Некоторое нарастание тока коллектора при увеличении коллекторного напряжения вызвано оттягиванием этим напряжением части дырок от цепи базы.

При изменении полярности напряжения коллекторный переход будет находиться под прямым напряжением, что приводит к резкому увеличению коллекторного тока и на практике не допустимо. Поведение В.А.Х. в этом случае показано пунктиром.

3.2.4 Динамические характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с О.Э.

В предыдущих параграфах рассматривались электрические свойства транзистора, не соединённого с другими электрическими элементами. В этом случае, как было видно, изменение базового тока у транзистора, включённого по схеме с О.Э., вызывало изменение коллекторного тока, но коллекторное напряжение при этом оставалось неизменным. Такой режим, как отмечалось, принято называть статическим. 

Если посмотреть любую схему с применением транзисторов, то видно, что к транзистору подключено определённое число электрических элементов. Из всех видов включения транзисторов наиболее результативным, как будет показано далее, является включение по схеме с О.Э.. При таком включении транзистора к коллектору подключается или резонансный контур (резонансный усилитель) или резистор (резистивный усилитель). Для изучения динамических свойств транзистора используем варианты резистивного усилителя. На рисунке 3.12 представлен биполярный транзистор, типа p–n–p, включённый по схеме с О.Э., в коллектор которого включён резистор R_н , называемый сопротивлением нагрузки.