Laboratorium Elektroniki cz I 5

66

U BE — <Pt I¹¹ _

Ib ⁺ lcs(l~^oti) + ¹Es(¹~^ctN)

(3.1)

•esO ~ ^aN ) ⁺ Ics(I

•c ~ ~•Ics(I^-al) ⁺

tB+JcsCI-a^ + lĘsO-aN)

1

Pn [h

,'V_P|

-Ug

(Pr

^w,Tj

exp

-Ug

<Pt

(3.2)

gdzie: Ics - prąd nasycenia złącza kolektorowego,

•es - prąd nasycenia złącza emiterowego,

•co = lcs(1 • ciąOh)    Ieo = IesO - Ot)On).

Poniżej przedstawiono i omówiono wszystkie cztery charakterystyki.

Charakterystyki wejściowe

Rys 3 1 Charakterystyki wejściowe tranzystora w układzie OB

Złącze emiterowe znajdujące się na wejściu tranzystora w stanie aktywnym jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia. W związku z tym charakterystyka tego złącza ma kształt logarytmiczny (równanie (3.1)), analogiczny do charakterystyki napię-

ciowo-prądowej złącza p-n. Odpowiednie przekształcenie równania ( _d0 wyrażenia na prąd l_B:

exp	1- 1 /" UJ CD O V--	+ Ics(l-a,)	exp	^r~^UcEl 1
	l ‘Pt J J			‘Pt J J

W rzeczywistym tranzystorze charakterystyki wejściowe nie przechodzą przez początek układu współrzędnych. Dokładna analiza równań (3.1) i (3.3) prowadzi do tego samego wyniku, a mianowicie:

U_BE = 0, Uce > 0; wówczas zeruje się pierwszy człon równania (3.3), a prąd bazy przyjmuje pewną wartość ujemną l_B < 0 daną członem tego równania;

l_B = 0, Uce > 0; wówczas analiza równania (3.1) prowadzi do wniosku, że napięcie U_Be > 0.

Fizyczne wyjaśnienie tego zjawiska jest następujące: w bazie tranzystora generują się pary elektron-dziura; następnie elektrony są usuwane przez złącze kolektorowe, a pozostające dziury tworzą w bazie ładunek przestrzenny polaryzujący w nieznacznym stopniu złącze emiterowe w kierunku przewodzenia.

Badanie charakterystyki wejściowej (rys. 3.1) wykazuje istnienie zależności jej przebiegu od wartości napięcia Uce- Tak więc przy stałym prądzie bazy l_B wzrost bezwzględnej wartości napięcia Uce powoduje wzrost napięcia U_Be lub przy utrzymywaniu stałej wartości napięcia na bazie U_BB obserwujemy zmniejszanie prądu bazy l_B. Zjawisko to wywołane jest efektem modulacji szerokości bazy tranzystora. Przy wzroście napięcia Uce następuje spadek efektywnej szerokości bazy, a tym samym maleje ilość rekombinujących nośników prądu, co prowadzi do wspomnianego efektu.

Charakterystyki wyjściowe (rys. 3.2)

Tranzystor znajduje się w normalnym stanie aktywnym, gdy napięcie Uce S U_bb. W tej sytuacji równanie (3.2) upraszcza się do postaci:

lc = PnIb + lcs(1 * cciHPn + Pi * 1)    (3.4)

Zakres ten powinien więc charakteryzować się stałą wartością prądu kolektora dla danej wartości prądu bazy l_B niezależnie od wartości napięcia Uce-