Статические характеристики биполярного транзистора

Эти характеристики показывают графическую зависимость между то­ками и напряжениями транзистора и могут применяться для определения некоторых его параметров, необходимых для расчета транзисторных схем. Наибольшее применение получили статические входные и выходные ха­рактеристики.

Рис. 6. Входные характеристики германиевого транзистора типа р-n-р в схемах с ОБ (а) и ОЭ (б)

Входные статические характеристики представляют со­бой вольт-амперные характеристики эмиттерного электронно-дырочного перехода. Если транзистор включен по схеме с общей базой (см. рис. 3), то это будет зависимость тока эмиттера I_Э от напряжения на эмиттерном переходе Uэб (рис. 6, а). При отсутствии коллекторного напряжения (Uкб=0) входная характеристика представляет собой прямую ветвь вольт-амперной характеристики эмиттерного ЭДП, такой же, как ВАХ диода. Если на коллектор подать некоторое напряжение, смещающее его в обратном направлении, то коллекторный ЭДП расширится и толщина базы вследствие этого уменьшится. В результате уменьшится и сопро­тивление базы эмиттерному току, что приведет к увеличению эмиттерного тока, то есть характеристика пройдет выше.

При включении транзистора по схеме с общим эмиттером (см. рис. 4) входной характеристикой будет графическая зависимость тока базы I_Б от напряжения на эмиттерном переходе Uбэ. Так как эмиттерный переход и при таком включении остается смещенным в прямом направлении, то входная характеристика будет также подобна прямой ветви вольт-амперной характеристики эмиттерного ЭДП (рис. 6,б).

Выходные статические характеристики биполярного транзистора — это вольт-амперные характеристики коллекторного элек­тронно-дырочного перехода, смещенного в обратном направлении. Их вид также зависит от способа включения транзистора и очень сильно от состояния, а точнее — режима работы, в котором находится эмиттерный ЭДП.

Если транзистор включен по схеме с общей базой (ОБ) и Iэ = 0, то есть цепь эмиттера оборвана, то эмиттерный ЭДП не оказывает влияния на коллекторный переход. Так как на коллекторный ЭДП подано обрат­ное напряжение, то выходная характеристика, представляющая собой зависимость тока коллектора I_к от напряжения между коллектором и базой U_КБ, будет подобна обратной ветви ВАХ диода (нижняя кривая на рис. 7, а). Если же на эмиттерный ЭДП подать прямое напряже-

Рис. 7. Выходные характеристики германиевого транзистора типа р-п-р в схемах с ОБ (а) и ОЭ (б)

Рис. 8. Зависимость выходных статических характеристик транзистора от температуры:

а — в схеме с ОБ, б — в схеме с ОЭ

ние, то появится ток эмиттера Iэ, который создаст почти такой же кол­лекторный ток Iк - Чем больше прямое напряжение на эмиттерном ЭДП, тем больше значения эмиттерного и коллекторного токов и тем выше рас­полагается выходная характеристика.

Сказанное справедливо и при включении биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Разница состоит лишь в том, что в этом случае выходные характеристики снимают не при постоянных значениях тока эмиттера, а при постоянных значениях тока базы I_Б (рис. 7, б), и идут они более круто, чем выходные характеристики в схеме с ОБ.

При чрезмерном увеличении коллекторного напряжения происходит пробой коллекторного ЭДП, сопровождающийся резким увеличением коллекторного тока, разогревом транзистора и выходом его из строя. Для большинства транзисторов напряжение пробоя коллекторного перехода лежит в пределах от 20 до 30 В. Это важно знать при выборе транзистора для заданного напряжения источника питания или при определении необходимого напряжения источника питания для имеющихся тран­зисторов.

Увеличение температуры вызывает возрастание токов транзистора и смещение его характеристик. Особенно сильно влияет температура на выходные характеристики в схеме ОЭ (рис. 8).