ФИЗИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ Лектор: ст. преподаватель Баевич Г.А. Лекция 9 Статические ВАХ транзистора 1. Статические ВАХ транзистора в схеме с общей базой. 2. Статические ВАХ транзистора в схеме с общим эмиттером. Статические ВАХ транзистора в схеме с общей базой Входные вольт-амперные характеристики зависимости напряжения и тока входной цепи. Выходные (коллекторные) вольт-амперные характеристики зависимости напряжения и тока выходной цепи. зависимость тока коллектора Iк от напряжения на коллекторе относительно базы Uкб при фиксированном токе эмиттера Iэ : Iк = F(Uкб) Iэ = const Статические ВАХ транзистора в схеме с общей базой Iк = F(Uкб) Iэ = const I — сильная зависимость Iк от Uкб (нелинейная начальная область), II — слабая зависимость Iк от Uкб (линейная область), III — пробой коллекторного перехода. Увеличение тока Iк обусловливается увеличением коэффициента передачи тока α транзистора вследствие возникающего эффекта модуляции толщины базового слоя (эффекта модуляции базы), а также роста тока Iк0 = F(Uкб). Модуляция базы создает внутреннюю обратную связь по напряжению в транзисторе. Статические ВАХ транзистора в схеме с общей базой Изменение тока Iк с изменением напряжения UК6 при Iэ = const, связанное с изменением коэффициента α из-за эффекта модуляции базы, сопровождается также изменением напряжения на эмиттерном переходе. Изменение тока коллектора при проявлении эффекта модуляции базы наблюдается не только за счет изменения коэффициента α, но и за счет обратной связи, влияющей на ток эмиттера. Дифференциальное сопротивление коллекторного перехода: rк(б) = dUкб / dIк│Iэ = const Для маломощных транзисторов величина rк(б) составляет 0,5 - 1 МОм. Iк = αIэ + Uкб / rк(б) + Iк0 зависимость коэффициента α от тока эмиттера Статические ВАХ транзистора в схеме с общей базой Входные характеристики транзистора в схеме ОБ представляют собой зависимость Iэ = F(Uэб), Uкб = const и по виду близки к прямой ветви вольтамперной характеристики р-п-перехода. Статические ВАХ транзистора в схеме с общим эмиттером Напряжение на коллекторном переходе: Uкб = Uбэ – Uкэ Выходные характеристики транзистора в схеме с ОЭ: зависимость коллекторного тока Iк = F(Uкэ) при Iб = const I — начальная область, II — относительно слабая зависимость Iк от Uкэ, III — пробой коллекторного перехода. Статические ВАХ транзистора в схеме с общим эмиттером I к = βI б + U кэ + (1 + β ) I к 0 rк(б) /(1 + β ) β = Iк / Iб = α / (1 – α) — коэффициент передачи тока в схеме ОЭ rк(э) = rк(б) / (1 + β), Iк0(э) = (1 + β)Iк0(э). Iк = βIб + Uкэ / rк(э)+ Iк0(э) Дифференциальное сопротивление rк(э) коллекторного перехода в схеме ОЭ в 1 + β раз меньше дифференциального сопротивления кк(б) в схеме ОБ и составляет 30—40 кОм. (1 – α)Iэ = Iко Iэ = Iк0/(1 – α) = (1 + β)Iк0 Iк = αIэ + Iк0 = αIк0/(1 – α) + Iк0 = (1 + β)Iк0 При нулевом токе базы через транзистор в схеме ОЭ протекает ток, называемый начальным или сквозным током Iк0(э) = (1 + β)Iк0. Статические ВАХ транзистора в схеме с общим эмиттером Если эмиттерный переход перевести в непроводящее состояние, т.е. подать напряжение Uбэ ≥ 0, то ток коллектора снизится до Iк0 и будет определяться обратным (тепловым) током коллекторного перехода, протекающим по цепи база — коллектор. Область характеристик, лежащая ниже характеристики, соответствующей Iб = 0, называют областью отсечки. Входные (базовые) характеристики транзистора отражают зависимость тока базы от напряжения база — эмиттер при фиксированном напряжении коллектор — эмиттер: Iб = F(Uбэ) Uкэ = const При Uкэ = 0 входная характеристика соответствует прямой ветви вольт-амперной характеристики двух p-n-переходов. При Uкэ < 0 ток базы составляет малую часть тока эмиттера. В токе Iб присутствует составляющая Iк0.