Схемы для снятия ВАХ.

ВАХ транзисторов устанавливают связь между токами в электродах и напряжениями, приложенными к электродам. При любой схеме включения в транзисторе всегда связаны между собой четыре величины.

Зависимость между этими величинами определяется из двух семейств статических характеристик:

Входных: при ;

Выходных: при .

В зависимости от схемы включения транзистора значения будут различными. Поэтому и внешний вид характеристик будет различным.

В справочниках по транзисторам, как правило, приводятся типовые семейства характеристик, представляющие собой усредненные характеристики большого числа однотипных транзисторов для схем включения с ОБ и с ОЭ.

Для схем ОБ характеристики определяются зависимостями:

Входные: при ;

Выходные: при .

ВАХ в схеме с ОБ могут быть сняты по следующей схеме:

 

Схема для снятия статических ВАХ

транзистора n-p-n типа в схеме с ОБ.

Изменяя положение регуляторов резисторов RЭ и RК снимают показания вольтметров V1, V2 и амперметров А1, А2. По полученным показаниям строятся входные и выходные ВАХ.

Входные ВАХ

в схеме с ОБ

Выходные ВАХ

в схеме с ОБ

Входная характеристика при UКБ=0 точно соответствует ВАХ диода, включенного в прямом направлении. Увеличение UКБ смещает ВАХ влево, ближе к оси токов, что связано с модуляцией толщины базы (уменьшение толщины и снижение поперечного сопротивления базы) и увеличением IЭ при неизменном UЭБ. При UКБ равном нескольким вольтам ВАХ практически сливаются, что объясняется уменьшением влияния UКБ на эмиттерный переход. Довольно часто для схем с ОБ приводят только одну ВАХ при UКБ=const.

Выходная характеристика при (обрыв цепи эмиттера) соответствует (обратный неуправляемый ток коллектора, который практически не зависит от UКБ), что соответствует ВАХ диода, включенного в обратном (запорном) направлении. При увеличении IЭ, ток IК тоже растёт, т.к. IК=αIЭ и слабо зависит от UКБ. Небольшая зависимость IК от UКБ связана с эффектом Эрли, т.к. уменьшается толщина базы и повышается α за счет снижения рекомбинации в более тонкой базе (повышается коэффициент переноса ).

При IЭ≠0 ток IК также не равен нулю даже при UКБ=0, что обусловлено экстракцией электронов в коллектор из базы за счёт ускоряющего поля потенциального барьера коллекторного перехода и падения напряжения на продольном сопротивлении базы от базового тока.

При изменении полярности UКБ (UКБ>0) ток IК быстро уменьшается до нуля и даже может изменить направление, т.к. переход база-коллектор оказывается включенным в прямом направлении.

Для схемы с ОЭ характеристики определяются зависимостями:

Входные: при ;

Выходные: при .

ВАХ в схеме с ОЭ могут быть сняты по следующей схеме:

 

 

Схема для снятия статических ВАХ

транзистора n-p-n типа в схеме с ОЭ.

 

Изменяя положение регуляторов RЭ и RК снимают показания вольтметров V1, V2 и амперметров А1, А2. По полученным показаниям строятся входные и выходные ВАХ.

Входные ВАХ Выходные ВАХ

в схеме с ОЭ в схеме с ОЭ

 

Входная характеристика при UКЭ=0 представляет собой ВАХ прямого тока p-n перехода (эмиттерного перехода).

Увеличение UКЭ смещает ВАХ правее и ниже, что связано с уменьшением эффективной толщины базы за счёт её модуляции и снижением рекомбинации. Это уменьшает величину базового тока при одном и том же напряжении UБЭ. Уменьшение IБ происходит ещё и за счёт перераспределения IЭ в коллекторную цепь.

При наличии напряжения UКЭ и его изменении, ветви входной ВАХ располагаются плотно друг к другу, поэтому можно ограничиться только одной входной ВАХ, снятой при одном фиксированном напряжении UКЭ, например, равном 5В.

При малых значениях UБЭ, например при UБЭ=0, ток базы может быть отрицательным, например IБ= -IК0.

Выходные характеристики имеют как правило, значительно больший наклон, чем в схеме с ОБ, что объясняется более существенным уменьшением толщины базы при повышении UКЭ, а так же усилением эффекта лавинного размножения носителей в коллекторном переходе.

При IБ=0, т.е. при разрыве цепи базы, в коллекторной цепи протекает начальный сквозной ток коллектора , который в β раз больше IК0 (), что существенно увеличивает мощность рассеивания на коллекторе и может привести к выходу транзистора из строя. Поэтому подача напряжения на коллектор транзистора с оборванной базой – недопустима.