Файл: Электроника Ицкович Учебное пособие Ч1 2017.pdf

156

В первую очередь следует отметить прямую зависимость 

α

от времени жизни  

τ

 и тем самым от свойств и состояния поверх-

ности  в  области  перехода.  Спад  коэффициента  передачи  в  обла-
сти  больших  и  малых  токов  приводит  к  наличию  максимума 
на кривой 

α

, который имеет место при небольшом токе.  

Зависимость  от  температуры.  Параметры  транзистора  за-

висят от температуры  при неизменной рабочей точке (

Э

I

const

=

и 

K

U

const

=

). Коэффициент передачи 

α

 согласно (4.20) и (2.35) 

зависит от температуры через параметры 

τ

D

 и 

Б

ρ . Из этих па-

раметров главную роль играет время жизни, которое существен-
но возрастает с температурой. 

Поэтому коэффициент 

α

 растет при нагревании транзисто-

ра и уменьшается при его охлаждении. На рис. 4.19 для большей 
ясности показана температурная зависимость величины 1/(1–

α

). 

Сопротивление эмиттерного перехода 

Э

r  согласно (4.22) линейно 

зависит от температуры. Легко показать, что величина 

Э

r  меняет-

ся приблизительно на 0,33 %1 град. Сопротивление коллекторно-
го  перехода  согласно (4.24) зависит  от  температуры  в  основном 
через диффузионную длину 

L

 (т. е. через время жизни) и должно 

увеличиваться при нагреве транзистора. 

r

К

r

Э

1/1-ά 

r

Б

r

Э

, r

Б

,r

К

, 1/1-ά 

T 

Рис. 4.19 — Зависимость статических параметров  

транзистора от температуры 

Объемное  сопротивление  базы 

Б

r   меняется  с  температурой 

в результате изменения удельного сопротивления материала.  

Основное  значение  для  стабильности  работы  транзисторных 

схем  имеет температурная зависимость тепловых токов коллектор-
ного и эмиттерного переходов. Будучи  небольшими при комнатной 

157

температуре,  они  сильно  возрастают  при  нагреве  транзистора, 
а это, как видно из рис. 4.11, а, смещает все кривые коллекторно-
го  семейства  характеристик.  Характеристики  для  повышенной 
температуры  на  рисунке  показаны  пунктиром.  В  результате  по-
лучается  косвенная  температурная  зависимость  параметров.  По-
дробно  зависимость    теплового  тока  от  температуры  анализиро-
валась ранее. 

Необходимо отметить, что нестабильность параметров тран-

зистора от режимов и особенно от температуры не является пре-
пятствием  для  создания  высокостабильных  транзисторных 
устройств.  Применение  дополнительных  элементов,  например 
термисторов  (резисторы,  сопротивление  которых  изменяется 
с изменением  температуры),  введение  отрицательных  обратных 
связей, ряд других методов позволяют создавать высокостабиль-
ные устройства и большие системы. Зависимость тепловых токов 
от  температуры  позволяет  использовать  транзистор  в  качестве 
датчика в электронных термометрах. 

4.7 

Характеристики

и

параметры

транзистора

при

включении

с

общим

эмиттером

 
Статические  характеристики  и  параметры.  При  включении 

транзистора  по  схеме  ОЭ  (рис. 4.4, б)  входным  током  является 
ток  базы,  который  и  примем  за  параметр  коллекторного  семей-
ства характеристик. Статические вольт-амперные характеристики 
показаны на рис. 4.20, а и б, эквивалентная схема на рис. 4.21. 

Главные отличительные черты включения ОЭ, вытекающие 

из сравнения рис. 4.21 и 4.11, сводятся к следующему. 

 1.  Кривые  коллекторного  семейства  не  пересекают  ось  ор-

динат и полностью расположены в I квадранте. 

2.  Кривые  коллекторного  семейства  менее  регулярны,  чем 

в схеме ОБ, они имеют гораздо больший и неодинаковый наклон 
и  заметно  сгущаются  при  больших  токах.  Ток  при  оборванной 
базе  (когда 

Б

I = 0)  намного  больше  тока 

0

K

I

,  имеющего  место 

при включении транзистора в схеме с общей базой. Это связано 
с тем, что в этом случае тепловой ток коллекторного перехо-
да протекает через эмиттерный переход и изменяет величину 

158

инжектированных  носителей  из  эмиттера.  Если  сопротивле-
ние  в  цепи  базы  сделать  равным  нулю,  тепловые  токи  для 
схем включения с ОБ и ОЭ практически равны. 

                   а 

                                б 

I

K 

I

Б

 >0 

P

max 

–U

K 

–U

Б 

I

Б 

U

K 

< 0 

U

K 

= 0 

r

Б 

r

Э 

*

0

K

I

*

Б

I

β

Э

Б

К

 
В  аналитическом  виде  семейство  коллекторных  характери-

стик ОЭ при работе транзистора в активном режиме (

0

K

U

< ) по-

лучается  из  выражения (4.10), если  в  правую  часть  подставить 
очевидное  соотношение 

Э

K

б

I

I

I

=

+   и  выразить  ток  коллектора 

через ток базы: 

0

1

1

(1

)

K

K

K

б

K

I

U

I

I

r

α

=

+

+

− α

− α

− α

. 

Рис. 4.20 — Статические вольтам-

перные характеристики транзисто-

ра ОЭ: а — выходные статические 

вольт-амперные характеристики,  

б — входные статические вольт-

амперные характеристики 

Рис. 4.21 — Эквивалентная 

схема транзистора 

159

Коэффициент  при  токе 

Б

I   является  интегральным  коэффи-

циентом передачи базового тока. Для этого важнейшего парамет-
ра введем специальное обозначение: 

.

1

α

β =

− α

                                        (4.35) 

Тогда ток коллектора можно записать в следующей форме,  

*

0

*

,

K

K

б

K

K

U

I

I

I

r

= β +

+

                               (4.36) 

где 

*

0

0

(1

)

;

K

K

I

I

= +β

                                    (4.37) 

*

.

1

k

K

r

r

=

+ β

                                       (4.38) 

Часто последним членом в (4.36) пренебрегают; тогда полу-

чается аналог выражения (4.10) 

*

0

.

K

б

K

I

I

I

= β +

                                       (4.39) 

Величина 

β

,  входящая  в  формулы (4.35) и (4.39), является 

интегральной. Из формулы (4.39) легко получить  интегральный 
коэффициент передачи 

0

0

.

K

К

ИН

б

K

I

I

I

I

−

β

=

+

                                 (4.40а) 

Дифференциальный коэффициент передачи определяется по 

аналогии с (4.11 а) как 

.

K

K

б U

dI

const

dI

β =

=

                             (4.40б) 

Интегральный и дифференциальный коэффициенты переда-

чи тока базы связаны формулой:  

0

(

)

.

ИН

ИН

б

K

б

d

I

I

dI

β

β = β

+

+

                           (4.41) 

Динамические  параметры.  При  включении  транзистора 

по схеме  ОЭ  частотные  и  временные  зависимости  свойственны 
не только коэффициенту, 

β

 но и коллекторному сопротивлению, 

которое согласно (4.36) зависит  от  

β

. 

160

Для  выяснения  инерционных  свойств  коэффициента  пере-

дачи  тока  базы  подставим  в  формулу (4.35) изображение 

( )

p

α

из (4.22)  и  комплексную  величину 

( )

j

α ω

  из (4.27). Тогда  после 

несложных преобразований получим: 

( )

;

1

p

p

β

β

β

=

+ τ

                                   (4.42а) 

( )

;

1

w

j

β

β

β

=

ω

+

ω

                                  (4.42б) 

(1

)

;

1

α

β

α

τ

τ =

= + β τ

− α

                             (4.43а) 

(1

)

.

1

α

β

α

ω

ω = − α ω =

+ β

                            (4.43б) 

Эквивалентная схема с ОЭ для высоких частот приведена на 

рис. 4.24. 

I

Э 

I

К 

С

Э

C

*

K

µ

ЭК

U

K 

Б

1 

К 

Э 

 βIб

r

Б

r

*

K

r

Э

I

б 

Б 

Рис. 4.22 — Эквивалентная схема ОЭ   

для высоких частот 

 
В  принципе,  эквивалентную  схему  с  общим  эмиттером 

можно получить из схемы с общей базой, применяя правила пре-
образования одной схемы в другую. 

На рис. 4.23 приведена зависимость коэффициента передачи 

тока базы 

( )

f

β

 от частоты. Пунктирной линией показана зависи-