Вольтамперные характеристики транзистора

 

На практике чаще всего используются два семейства ВАХ транзисторов - входные и выходные (рис. 4, 5). Входные характеристики определяют зависимость входного тока (базы или эмиттера в зависимости от способа включения транзистора) от напряжения между базой и эмиттером при фиксированных значениях напряжения на коллекторе. Для схемы с общим эмиттером (ОЭ):

Выходные характеристики определяют зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при фиксированных значениях тока базы или эмиттера (в зависимости от способа включения транзистора).

 

 

Рис. 4Подробные выходные (а) и входные (б) характеристики транзистора,

включённого по схеме ОЭ (скопировано из справочника)

Рис. 5 Иллюстрация входных (а) и выходных (б) характеристик транзистора,

включенного по схеме с ОЭ

 

Параметры транзистора:

h₁₁=DU₁/DI₁ – входное сопротивление транзистора при неизменном выходном напряжении (DU₂=0);

h₂₁=DI₂/DI₁ – коэффициент передачи тока при неизменном выходном напряжении (DU₂=0);

h₁₂=D U₁/DU₂ – коэффициент обратной связи по напряжению при неизменном входном токе (DI₁=0);

h₂₂=D I₂/DU₂ – выходная проводимость транзистора при неизменном входном токе (DI₁=0).

 

Цифра 1 соответствует входным параметрам. Цифра 2 – выходным параметрам токов и напряжений. При расчете h - параметров вместо цифр 1 и 2 подставляют индексы: Э, Б, К для значений токов и напряжений соответствующей схемы включения транзистора.

 

Входные характеристики имеют вид, аналогичный характеристикам диодов: ток экспоненциально возрастает с увеличением напряжения база-эмиттер. При повышении и понижении температуры входные характеристики смещаются в сторону меньших и больших входных напряжений соответственно. Напряжение между базой и эмиттером для кремниевых транзисторов уменьшается примерно на 2 мВ при увеличении температуры на каждый градус Цельсия.

Особенностью выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОБ, является слабая зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-база Uкб. При больших напряжениях Uкб происходит пробой коллекторного перехода. При увеличении температуры выходные характеристики смещаются в сторону больших токов из-за увеличения обратного тока Iко.

У транзистора, включенного по схеме с ОЭ, ток коллектора более сильно зависит от напряжения коллектор-эмиттер. Резкое возрастание тока коллектора начинается при меньшем коллекторном напряжении, чем для включения транзистора по схеме с ОБ. При повышении температуры выходные характеристики значительно смещаются в сторону больших токов, их наклон сильно увеличивается.

ВАХ транзисторов и диодов снимаются на постоянном токе (по точкам) или с помощью специальных приборов – характериографов, позволяющих избежать сильного нагрева приборов.

Входные и выходные характеристики транзисторов используются для расчета цепей смещения и стабилизации режима, расчета конечных состояний ключевых схем (режима отсечки, насыщения).