Статичні характеристики транзистора

Статичні характеристики транзистора відбивають залежність між струмами і напругою на його вході і виході.

Одним сімейством характеристик цю залежність показати не можна. Тому необхідно користуватися двома сімействами статичних характеристик транзистора. Найбільше поширення отримали вхідні і вихідні статичні характеристики для двох основних схем включення - із спільною базою і із спільним емітером.

Для схеми з СБ. Для схеми із спільною базою вхідна характеристика є залежністю струму емітера I_Э від напруги між емітером і базою U_ЭБ при постійній величині напруги між колектором і базою Uкб

I_Е = f(U_ЕБ) при U_КБ = сonst.

Типові вхідні статичні характеристики транзистора для схеми із спільною базою приведені на рисунку 2.6, а.

а - вхідні; 6 - вихідні

Рисунок 2.6 - Статичні характеристики транзистора для схеми із спільною базою

З рисунку видно, що вхідні характеристики аналогічні вольтамперной характеристиці р-п переходу для прямого струму, причому зміна напруги U_КБ слабо впливає на струм емітера. Це пояснюється тим, що електричне поле, що створюється напругою U_КБ в схемі із спільною базою, майже повністю зосереджене в колекторному переході і робить незначний вплив на проходження зарядів через емітерний перехід. Так, на рисунку 2.6, а вхідні характеристики, зняті при U_КБ ≠ 0, практично зливаються. Тому в довідниках зазвичай приводять дві вхідні характеристики для даного типу транзистора – одну, зняту при и другу, зняту при U_КБ ≠ 0, наприклад при U_КБ = - 5 В.

Вихідні характеристики транзистора для схеми із спільною базою зображують залежність струму колектора від напруги на колекторі при постійних значеннях емітерного струму: I_К = φ(U_КБ) при I_Е = const.

Зразковий вид вихідних статичних характеристик транзистора зображений на рисунку 2.6, б (незважаючи на те що напруга на колекторі для транзистора
р-п-р негативна, вихідні характеристики прийнято зображувати в позитивних осях координат). З рисунку видно, що при нормальній робочій полярності напруги U_КБ, коли колекторний перехід працює у зворотному напрямі, вихідні характеристики є майже прямими лініями, що йдуть з дуже невеликим нахилом. Це пояснюється тим, що колекторний струм створюється за рахунок дифузії носіїв зарядів, проникаючих з емітера через базу в колектор. Тому величина колекторного струму визначається головним чином величиною струму емітера і трохи залежить від напруги U_КБ, прикладеної до колекторного переходу. Навіть при U_КБ = 0 відбувається явище екстракції і струм колектора може мати досить велику величину, залежну від величини струму емітера.

При Iэ = 0 характеристика виходить з початку координат, а потім йде на невеликій висоті майже паралельно осі абсцис.

Вона відповідає звичайній характеристиці зворотного струму р-п переходу. Струм I_КБО, визначуваний такою характеристикою, є некерованим і є один з параметрів транзистора. З рисунку 2.6, б видно також, що при зміні полярності напруги U_КБ струм I_к різко зменшується і досягає нуля при значеннях U_КБ порядку десятих вольта. В цьому випадку колекторний перехід працює в прямому напрямі, струм через цей перехід різко зростає і йде в напрямі, зворотному нормальному робочому струму. При цьому транзистор може вийти з ладу. Ділянки характеристик, показані на рисунку 2.6, б пунктирними лініями, не є робітниками і зазвичай на графіках не наводяться.

Для схеми з СЕ. Для схеми із спільним емітером статичною вхідною характеристикою є графік залежності струму бази I_Б від напруги U_БЕ при постійному значенні U_КЕ: I_Б = f(U_БЕ) при U_КЕ = const.

Вихідні характеристики транзистора для схеми із спільним емітером є залежності струму колектора від напруги між колектором і емітером при постійному струмі бази: I_К = φ(U_КЕ) при I_Б = const.

Типові вхідні і вихідні статичні характеристики транзистора для схеми із спільним емітером показані на рисунку 2.7.

а - вхідні; 6 – вихідні

Рисунок 2.7 - Статичні характеристики транзистора для схеми із спільним емітером

З рисунку 2.7, а видно, що із зростанням напруги U_КЕ струм I_Б зменшується. Це пояснюється тим, що при збільшенні U_КЕ росте напруга, прикладена до колекторного переходу у зворотному напрямі, зменшується вірогідність рекомбінації носіїв заряду у базі, оскільки майже усі носії швидко втягуються в колектор.