Рис. 5.9. Совмещенные характеристики транзистора в схеме с общей базой

►

Рис. 58. Статические характеристики прямой передачи тока и обратной связи с общей базой

=3DB

Рис. 5.10. Схема для испытания транзистора с общим эмиттером

0.1 - - ""wioz

Рис. 5.11. Входные и выходные характеристики в схеме с общим эмиттером

(типовая) входная характеристика, то мы получаем лишь одну точку. Так как характеристики обратной связи горизонтальны, то через полученную точку можно провести одну горизонтальную характеристику ?7эб = ф(/кб) при заданном h. Характеристики для других значений /д пройдут параллельно, но неэквидистантно (на разных расстояниях).

Для удобства расчетов в справочниках иногда приводят совмещенные характеристики транзистора, размещая их в смежных квадрантах (рис. 5.9).

Схема с общим эмиттером. Схема для снятия характеристик с ОЭ представлена на рис. 5.10. Входными здесь являются ток базы /б и напряжение t/бэ, а выходными -/« и U-es.

Входные характеристики в схеме с ОЭ выражают зависимость /б=ф(/бэ) при t/k3 = const (рис. 5.11, а).

При небольшом напряжении на базе {7бэ>0 (составляющем десятки милливольт) и t/k3=const результирующий ток базы

/б = /з(1-Л21б)--кзо. • (5.24)

Если же напряжение на базе меньше U< U/, то потенциальный барьер в эмиттерном переходе высок, поэтому инжекция дырок из эмиттера в базу и их концентрация в базе малы.. В этом режиме в результирующем токе базы [см. (5.17)] преобладает обратный ток коллекторного перехода /кэо, т. е. /э(1-hzit.) </кэо, вследствие чего ток /б имеет отрицательный знак. При бэ = 0 этот ток

Ic - Iaao-

С увеличением внешнего напряжения бэ> бэ потенциальный барьер в эмиттерном переходе уменьшается, инжекция дырок в базу возрастает. При этом увеличиваются концентрация дырок в базе вблизи эмиттерного перехода и градиенты концентрации по границам базы, что влечет рост токов h и /к- Одновременно с увеличением избыточного заряда дырок в базе больше вероятность их рекомбинации, вследствие чего возрастает ток /б.

Рассмотрим влияние коллекторного напряжения f/кэ на величину входного тока. Увеличение напряжения f/кэ вызывает: а) рост прямого напряжения Us на эмиттерном переходе и смещение характеристик вправо (в сторону больших значений f/бэ)", б) рост обратного напряжения на коллекторном переходе, сокращение ширины базы, снижение вероятности рекомбинации дырок, уменьшение тока базы /б. Постоянство тока базы /а с ростом f/кэ достигается увеличением гУбэ.

Выходные характеристики транзистора р-п-р в схеме с ОЭ выражают зависимость /к=ф(/кэ) при /6=const (рис. 5.11, б). В активном режиме на коллектор подают обратное (отрицательное) напряжение Uk3, а на эмиттерный переход - прямое (отрицательное на базу относительно эмиттера, т. е. [7бэ<0). При этом откроется эмиттерный переход, однако транзистор перейдет в активный режим лишь при условии, что коллекторный переход будет закрыт. Для этого необходимо, чтобы Us > Usl-

в активном режиме через эмиттерный переход будет происходить инжекция неосновных носителей (дырок) из эмиттера в базу, т. е. через эмиттерный переход будет течь ток Is. Большая часть дырок экстрагирует в коллекторную область; меньшая рекомбини-рует и создает положительный ток базы h. Увеличение напряжения Ucs (отрицательного на базе относительно эмиттера) сопровождается ростом токов /э и /б и тока экстракции h2\sh, увеличивая ток коллектора. В результате выходные характеристики, снятые при больших значениях тока /б, идут выше, так как им соответствуют большие значения тока коллектора /к (см. характеристики при /б=100; 200; ...; мкА).

Вых,дные характеристики при одинаковых приращениях тока /б неэквидистантны, что объясняется зависимостью коэффициента передачи h2is от тока базы /б.

Крутизна пологих участков выходных характеристик в схеме с ОЭ больше, чем в схеме с ОБ. Объясняется это следующим. С увеличением отрицательного напряжения Us коллекторный переход расширяется; уменьшаются ширина базы и рекомбинация носителей в ней, следовательно, снижается ток /б. Поскольку характеристики должны сниматься при /6=const, то для удовлетворения постоянства тока h необходимо увеличивать напряжение f/бэ. Рост {7бэ усиливает инжекцию дырок из эмиттера в базу, что влечет вынужденный рост тока эмиттера Is и, как следствие, - увеличение тока /к.

Суммарный ток коллектора в схеме с ОЭ /к=/г21эб-1-/кэо, где /кэо - начальный сквозной коллекторный ток при разомкнутой цепи базы. При разрыве цепи базы /б=0 и коллекторный ток /к=/кэо. Обычно ток /кэо в h2\s раз превышает начальный ток коллектора /кбо в схеме с ОБ.

Если I /кэ I < I /бэ, то разность потенциалов коллектор - база оказывается положительной, а коллекторный переход - включенным в прямом направлении, следовательно, транзистор переводится в режим насыщения. В этом режиме поток дырок из базы в коллектор компенсируется встречным диффузионным потоком дырок из коллектора. В результате ток /к с уменьшением Us] быстро падает.

На семействе выходных характеристик граница между режимом насыщения и активным режимом проходит через точки изгиба 1, 2, 3, ... характеристик, в которых Укэ = /бэ Обычно характеристики с постоянными, но меньшими значениями тока базы (см. рис. 5.11, б /в1 = 100; /б2=200 мкА...) снимаются при меньших напряжениях иэ, поэтому переход этих характеристик от режима насыщения к активному режиму происходит при меньших значениях напряжений на коллекторе L/ksi] < /кэ2 < кэз и т. д.

В экстремальном режиме схема с ОЭ отличается меньшей надежностью работы, чем схема с ОБ. Так, при электрическом пробое транзистора начальный сквозной коллекторный ток /кэо в схеме с ОЭ в hiis раз больше начального тока схемы с ОБ, поэтому здесь выше нагрев перехода. За счет теплового возбуждения сни-