Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
сопротивление гь между внешним выводом базы и рабочей областью базы
внутри транзистора. Величина гь является суммой двух сопротивлений: одно
из них представляет собой омическое сопротивление базы (гьь,), а другое -
эквивалентное сопротивление гь., учитывающее изменение эффективной ширины
базы при изменении разности потенциалов между коллектором и базой;
сопротивление гь, иногда называют распределенным сопротивлением базы. У
маломощных кремниевых транзисторов значение гь обычно находится в
пределах от 500 до 1000 Ом. (Это, по-видимому, опечатка: у современных
транзисторов гь обычно находится в пределах от 20 до 100 Ом. - Прим. пе-
рев.) Полное выражение для hie теперь имеет следующий вид:
где ток /? - в миллиамперах.
На рис. 6.3 приведена эквивалентная схема, соответствующая равенству
(6.7).
Если ток эмиттера равен 1 мА или меньше, то при вычислении входного
сопротивления в схеме с обшим эмиттером сопротивлением гь обычно можно
пренебречь.
Найдя входное сопротивление hit, мы можем вычислить переменный ток ib,
возникающий в базе при подаче на вход малого по величине переменного
сигнала vb\
h
Рис. 6.3. Эквивалентная схема транзисторного перехода база-эмитгер,
"рассматриваемого" со стороны базы.
Выходные характеристики 131
ь ~ и ' hje
Этот переменный ток базы вызывает переменный коллекторный ток, равный
i = Л,
с /е Ь9
поэтому
/С=А,^. (6-8)
7 к
Соотношение (6.8) показывает, что мы можем предсказать коллекторный ток
ie, который является следствием входного напряжения х>Ье , приложенного
между базой и эмиттером. Это выражение можно упростить еще больше, вводя
понятие крутизны gm так же, как мы делали это для полевого транзистора в
главе 2: /. = gm vbe .Тогда
е =А_ (6.9а)
Вт
vbe
Подставляя /с из (6.8), получаем
a = ^- (6.96)
о т t
к
Но ранее мы имели: hie ~ hfere (пренебрегая гь). Следовательно, при
комнатной температуре
gm к - = ^~ сименсов = 401Е мА / В (1Е - в миллиамперах)(6.10)
g. а401с мА/В, (6.11)
так как 1Еа 1С , где /с - постоянный ток коллектора в миллиамперах. Таким
образом, мы имеем параметр транзистора, который не изменяется от одного
транзистора к другому, а зависит только от тока коллектора.
Введя понятие крутизны для биполярного транзистора, мы значительно
продвинулись на пути к определению ожидаемого напряжения выходного
сигнала при заданном сигнале на входе усилителя. Однако, сначала мы
должны установить, что происходит в транзисторе при возникновении сигнала
на выходе.
6.4 Выходные характеристики
До сих пор мы описывали поведение биполярного транзистора с точки зрения
коэффициента усиления тока hfe и крутизны gm . Однако, мы не
рассматривали пока влияние изменений коллекторного напряжения и
фактически
132 Характеристики полупроводниковых приборов
предполагали, что ток коллектора по существу не зависит от таких
изменений. В какой степени это справедливо? При наличии сигнала на выходе
усилителя коллекторное напряжение будет колебаться вверх и вниз: если сам
этот факт вызывает изменения тока коллектора, то их необходимо учитывать
при вычислениях. Аналогично можно рассмотреть, сильно ли меняется ток
стока в полевом транзисторе при изменении напряжения на стоке, когда все
другие условия остаются неизменными. Выходные характеристики транзистора
(коллекторные характеристики для биполярного транзистора и стоковые
характеристики для полевого транзистора) дают необходимую информацию о
его поведении и, в то же время, позволяют получить полную картину
сигналов в усилителе напряжения.
6.5 Коллекторные характеристики
6.5.1 Способ измерения и результаты
С помощью измерительной схемы, приведенной на рис. 6.4, можно построить
выходные характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером. Резистором
RVt устанавливается фиксированный ток базы 1В, который измеряется
микроамперметром А/,. Потенциометр RV2 используется для задания ряда
значений напряжения коллектор-эмиттер VCP измеряемых вольтметром Му
Результирующий ток коллектора /с измеряется миллиамперметром М2.
Вид результирующей зависимости коллекторного тока от напряжения на
коллекторе показан на рис. 6.5(a). Здесь легко видеть, что с увеличением
напряжения коллектор-эмиттер от нуля вначале происходит резкое нарастание
коллекторного тока, - увеличивается эффективность коллектора, -
Рис. 6.4. Измерительная схема для построения коллекторных характеристик
биполярного транзистора.
Коллекторные характеристики 133
до тех пор, пока VCE не достигнет 0,6 В, после чего кривая становится
горизонтальной. Дальнейшее увеличение VCE незначительно влияет на ток
коллектора. Интересно отметить, что крутой изгиб кривой наблюдается при
напряжении коллектор-база вблизи нуля, указывая на то, что эффективность
коллектора оказывается почти максимальной, как только на переходе кол-
лектор-база возникает хотя бы небольшое обратное смещение.
(вольты)
(вольты)
Рис. 6.5. Типичные коллекторные характеристики маломощного транзистора,
(о) Одиночная характеристика для тока базы 10 мкА. Равенство
