74376 Laboratorium Elektroniki cz I 8

152

kres napięć stabilizacji rzędu 6 V - 8 V, co pokrywa się z minimum wartości temperaturowego współczynnika p_Z- Tak więc najlepsze własności posiadają stabilistory z tego zakresu napięć stabilizowanych Uz.

7.2.8.    Diody Shotky’ego

Wpływ temperatury na przebieg charakterystyki prądowo-napięciowej złącza me-tal-półprzewodnik jest jakościowo identyczny z wpływem na złącze p-n. Obserwowane różnice mają tylko charakter ilościowy. I tak, typowe wartości współczynnika dl)/dT określającego zmiany napięcia na złączu są nieco mniejsze i zawierają się w przedziale od -1,2 mV/K do -1,6 mV/K. Natomiast zmiany prądu przewodzenia są większe, co wyrażają wartości temperaturowego współczynnika zmian tego prądu rzędu 10%/K-11%/K.

7.2.9.    Tranzystory bipolarne

Właściwości tranzystora bipolarnego jako elementu zawierającego dwa złącza p-n są w znacznym stopniu uzależnione od temperatury pracy. Głównymi wielkościami wrażliwymi na temperaturę są: prądy zerowe Icbo i Iebo, napięcie emiter-baza Ueb (dla stałej wartości prądu Ie = const) oraz współczynniki wzmocnienia prądowego a i p.

Prąd zerowy I_Cbo będący odpowiednikiem prądu nasycenia l_s spolaryzowanego zaporowo złącza p-n również zależy wykładniczo od temperatury. I w tym przypadku można przyjąć, że jego wartość ulega podwojeniu przy pewnym wzroście temperatury zwanym temperaturą podwojenia X (zależność (7.23)).

ai

ⁱcbo(^t) ^{= i}cbo(^to)'^2X    (⁷-²³)

gdzie: AT = T -T₀.

Jej wartości wynosi 10 K dla germanu i 6 K dla krzemu. Tak więc krzem posiada wprawdzie większą wrażliwość na zmiany temperatury niż german, ale jest to kompensowane znacznie mniejszymi wartościami prądów zerowych (Ge: Icbo - pA, Si: Icbo - nA). Należy też pamiętać, że german nie może pracować w temperaturach wyższych niż 70°C, natomiast dla krzemu taką graniczną temperaturą jest 150°C. Na rys. 7.12 zilustrowano zależność prądów zerowych Icbo w krzemie i germanie od temperatury. Analogicznie zachowuje się prąd zerowy Iebo-

Rys. 7.12 Zależność prądów zerowych od temperatury dla tranzystorów bipolarnych wykonanych z germanu (Icbo = 4 pA) i krzemu (Icso = 1 nA)

Temperaturowy dryft napięcia baza-emiter U_Be można wyrazić zależnością analogiczną do (7.17). Wartość tego dryftu zawiera się w granicach od -1,8 mV/K do -2,5 mV/K, w zależności od materiału półprzewodnikowego i wartości prądu emitera. Nieco mniejszą wartość przyjmuje ten dryft w przypadku złącza kolektor-baza. W tym przypadku wartości tego dryftu zawierają się w granicach od -0,3 mV/K do +0,3 mV/K - co wynika z odmiennej budowy tego złącza. Rysunek 7.13 ilustruje wpływ dryftu napięcia U_Be na charakterystyki wejściowe tranzystora krzemowego pracującego w układzie wspólnej bazy.

Bardzo istotnym parametrem tranzystora jest współczynnik wzmocnienia prądowego p (i oczywiście a), którego wartość zależy od temperatury otoczenia, co przedstawiono na rys. 7.14. Wpływ ten wynika z oddziaływania temperatury na wartości współczynnika dyfuzji D_p,_n oraz czasu życia nośników T_p._n. Czas życia nośników zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury, co tłumaczy wzrost wartości wzmocnienia prądowego p, z tym że jest on częściowo kompensowany obniżaniem się wartości współczynnika dyfuzji. Jednocześnie obserwujemy wyraźną zależność wartości wzmocnienia prądowego p od wartości prądu kolektora l_c. Ta podwójna zależność może doprowadzić poprzez efekt dodatniego sprzężenia zwrotnego do cieplnego uszkodzenia tranzystora.