70100 Laboratorium Elektroniki cz I 5

66

U BE “ <Pt lⁿ

¹B ⁺ ^CS (1 ” ^al)^{f    a}N)

IesO “ ^aN)⁺ ^csO ot|)exp

-U

\

(3.1)

CE

Ic “ IcsO ^aI ) ’^ł"

⁺ ^CsO ” ^aI ) ⁺ ^EsO ^aN)

f 1 ^		f ^1 ^		( _ T J 'N ^UC£
,Pn ;	+		exp
				(pT V ^x 1

1-

9t J

fi ¹1 ft ^p

TT A ^UCE

l <Pt Jj

(3.2)

gdzie: Ics - prąd nasycenia złącza kolektorowego,

Ies - prąd nasycenia złącza emiterowego,

Ico = lcs(1 ■ Odccn) Ieo = Ies(1 * CCiOn).

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 ( do wyrażenia na prąd Ib:

/

IeśO cx_n)

exp

U

BE

l ‘Pt

/

-1

+ I_cs(l-a,)

exp

-U

CE

<Pt

(3.3)

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;

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

Ube > 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_BE 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 ^ U_Be-W tej sytuacji równanie (3.2) upraszcza się do postaci:

lc = PnIb + lcs(1 • OjMPn + 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-