3. Характеристики транзисторов

При использовании транзисторов в различных схемах представляют практический интерес зависимости напряжения и тока входной цепи (входные вольт-амперные характеристики (ВАХ)) и выходной цепи (выходные вольт-амперные характеристики (ВАХ)). Эти характеристики могут быть записаны аналитически или построены графически. Последний способ наиболее прост и нагляден, поэтому он нашел преобладающее применение. Вольт-амперные характеристики снимают при относительно медленных изменениях тока и напряжения (по постоянному току), в связи с чем их называют статическими. Вид характеристик зависит от способа включения транзистора.

По способу включения различают включение транзистора по схемам с общей базой, с общим эмиттером и общим коллектором (рис. 4).

Рис.1. 3- Схемы включения транзистора с общей базой (слева) и общим эмиттером (справа)

Входной характеристикой транзистора, включенного по схеме с ОЭ, является зависимость напряжения U_бэ от входного тока I_б, U_бэ =₁(I_б) при заданном напряжении U_кэ. Совокупность таких зависимостей называется семейством входных характеристик транзистора (рис.1.4 а)

Выходной характеристикой транзистора по схеме с ОЭ считается зависимость I_к =₂(U_кэ)  при заданном токе I_б (рис1.4 б).

а)

б)

Рис.1. 4 – Статические вольт-амперные характеристики биполярного транзистора

4.Основные параметры транзисторов

1.Аналитический способ определения параметров

При анализе работы транзистора и расчетах усилительных схем используется система параметров малого сигнала. Наиболее употребительна система H–параметров, связывающая малые приращения (дифференциалы) напряжения на входе транзистора  и выходного тока  c малым приращением входного тока  и выходного напряжения  транзистора.

В линейном режиме усиления малого сигнала биполярный транзистор, включенного по схеме с ОЭ, описываются системой уравнений четырехполюсника в Н-параметрах:

(2)

(3)

H- параметры биполярного транзистора, которые можно рассчитать по вольтамперным характеристикам и определить экспериментально. Их типовые значения находятся в пределах:

Пренебрегая малым значением параметра , получим схему замещения биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ, в режиме малого сигнала (рис.2.4). В этой схеме

- входное и выходное сопротивления; - источник тока, управляемый

током базы Таким образом, биполярный транзистор представляет собой источник тока, управляемый током.

Рис.1.5 Схема замещения биполярного транзистора на постоянном токе и низких частотах

Основным параметром для схемы включения с ОЭ является:

1.коэффициент усиления тока базы :

h21э= =   Iк / Iб, при Uкэ= const

(4)

2.параметр  связан с коэффициентом передачи α тока эмиттера соотношением

 = / (1- )

(5)

3.входное дифференциальное сопротивление транзистора()

h 11э = =Uбэ / Iб,  Uкэ=const

(6)

4. выходная дифференциальная проводимость()

h22э == Iк /Uкэ,  Iб= const

(7)

Для схемы с ОЭ входное сопротивление единицы составляет единицы кОм, а выходная проводимость - 10^-4  -10^-5 , по порядку величина  лежит в интервале значений =10 - 200.

Здесь коэффициенты уравнений – дифференциальные параметры:

Значения дифференциальных параметров транзистора можно определить из вольтамперных характеристик, используя следующие выражения:

, ;

, ; (8)

, .