Статические характеристики транзистора в схеме ОБ

Лекция 7. Статические характеристики транзисторов

Как было показано в предыдущей лекции, токи в транзисторе зависят от напряжений на всех его выводах. Вольтамперные характеристики транзистора снимают между двумя выводами при фиксированном значении напряжения или тока на третьем, поэтому такие характеристики называются статическими. Изменяя фиксированное значение напряжения или тока, получают семейство статических вольтамперных характеристик, вид которых зависит от схемы включения транзистора. Рассмотрим эти характеристики и схемы для их получения.

Чтобы снять вольтамперные характеристики транзистора в схеме ОБ, необходимо собрать схему, представленную на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Схема для снятия вольтамперных характеристик транзистора в схеме ОБ

Схема содержит два источника питания: +Е_ЭБ для эмиттерной и -Е_КБ для коллекторной цепи. Для изменения напряжения на эмиттере предназначен переменный резистор R1, а на коллекторе – R2. Вольтметры и амперметры измеряют напряжения и токи эмиттера и коллектора.

Статические характеристики транзистора бывают входные и выходные. Для схемы ОБ входная характеристика определяется выражением

, (7.1)

а выходная

. (7.2)

Графики статических характеристик для схемы ОБ представлены на рис. 7.2.

Семейство входных статических характеристик для открытого перехода эмиттер-база напоминает прямую ветвь вольтамперной характеристики диода. До порогового напряжения переход закрыт, и ток не проходит. При U _КБ = 0 переход коллектор-база замкнут накоротко (резистор R2 в нижнем по схеме положении), и не влияет на ток эмиттера I _Э. С увеличением U _КБ происходит уменьшение толщины базы (эффект Эрли), вследствие чего ток эмиттера начинает возрастать. Снижается входное сопротивление транзистора, входная характеристика смещается влево.

Рис. 7.2. Статические характеристики транзистора в схеме ОБ

Семейство выходных статических характеристик для закрытого перехода коллектор-база напоминает обратную ветвь вольтамперной характеристики диода с одним отличием. При U _КБ = 0 и токе эмиттера I _Э > 0 ток коллектора не равен нулю. Это объясняется тем, что в транзистор втекает большой ток эмиттера от источника +Е_ЭБ, вытекает маленький ток базы I _Б, а то, что осталось, поступает в коллектор, и образует ток коллектора I _К, который замыкается через резистор R2. Чтобы ток коллектора прекратился, на коллектор следует подать положительное напряжение относительно базы. Величина этого напряжения определяется по кривым графика, лежащим левее оси нулевого напряжения на коллекторе. В этой области транзистор находится в режиме насыщения.

Согласно основному уравнению токов в транзисторе (6.1), ток коллектора всегда меньше тока эмиттера на величину тока базы. Из графика выходной характеристики видно, что ток коллектора практически не изменяется при увеличении напряжения на коллекторе. Это показывает, что выходное сопротивление транзистора в схеме ОБ высокое. Транзистор по выходу работает в режиме генератора тока.