ВУЗ: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Электроника
Добавлен: 23.10.2018
Просмотров: 15624
Скачиваний: 29
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
облас
-
ти
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
транзистора
и
уменьшается
при
его
охлаждении
.
На
рис
. 4.19
для
большей
яс
-
ности
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
коллек
-
157
торного
и
эмиттерного
переходов
.
Будучи
небольшими
при
ком
-
натной
температуре
,
они
сильно
возрастают
при
нагреве
транзи
-
стора
,
а
это
,
как
видно
из
рис
. 4.11, а,
смещает
все
кривые
кол
-
лекторного
семейства
характеристик
.
Характеристики
для
повы
-
шенной
температуры
на
рисунке
показаны
пунктиром
.
В
резуль
-
тате
получается
косвенная
температурная
зависимость
парамет
-
ров
.
Подробно
зависимость
теплового
тока
от
температуры
ана
-
лизировалась
ранее
.
Необходимо
отметить
,
что
нестабильность
параметров
тран
-
зистора
от
режимов
и
особенно
от
температуры
не
является
пре
-
пятствием
для
создания
высокостабильных
транзисторных
уст
-
ройств
.
Применение
дополнительных
элементов
,
например
тер
-
мисторов
(
резисторы
,
сопротивление
которых
изменяется
с
изме
-
нением
температуры
),
введение
отрицательных
обратных
связей
,
ряд
других
методов
позволяют
создавать
высокостабильные
уст
-
ройства
и
большие
системы
.
Зависимость
тепловых
токов
от
тем
-
пературы
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
семейст
-
ва
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 ба-
зе (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 перехода
158
протекает через эмиттерный переход и изменяет величину
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
-U
Б
I
Б
I
K
I
Б
>0
P
max
-
r
Б
r
Э
*
0
K
I
β
*
Б
I
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
=
+
(4.40
а
)
Дифференциальный
коэффициент
передачи
определяется
по
аналогии
с
(4.11
а
)
как
[
.
K
K
U
б
dI
const
dI
β =
=
(4.40
б
)
Интегральный
и
дифференциальный
коэффициенты
переда
-
чи
тока
базы
связаны
формулой
:
0
(
)
.
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
,
ко
-
торое
согласно
(4.36)
зависит
от
β.
Для
выяснения
инерционных
свойств
коэффициента
пере
-
дачи
тока
базы
подставим
в
формулу
(4.35)
изображение
( )
p
α
из
160
(4.22)
и
комплексную
величину
( )
jw
α
из
(4.27).
Тогда
после
не
-
сложных
преобразований
получим
:
( )
;
1
p
p
β
β
β
=
+ τ
(4.42
а
)
( )
;
1
w
w
j
w
β
β
β
=
+
(4.42
б
)
(1
)
;
1
α
β
α
τ
τ =
= + β τ
− α
(4.43
а
)
(1
)
.
1
w
w
w
α
β
α
= − α
=
+ β
(4.43
б
)
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
зави
-
симость
( )
f
β
,
вычисленная
по
формуле
(4.42
б
).
Использование
линейной
аппроксимации
позволяет
просто
вычислить
коэффи
-