279 (37)

Praca nieliniowa statyczna

- 279

Interesują, nas zatem rodziny charakterystyk:

—    wejściowa

—    zwrotna 

Wszystkie cztery rodziny charakterystyk przedstawiono na rys. 5.34.

Napięcie U_CE polaryzuje oba złącza E-B i B-G, dlatego nie można w tym przypadku za

chować dotychczas stosowanego sposobu znakowania napięć. (Dotychczas przyjmowaliśmy, że napięcie polaryzujące złącze w kierunku przewodzenia jest dodatnie, a w kierunku zaporowym — ujemne). Przyjmijmy w tym przypadku rzeczywiste znaki potencjałów bazy (U_BE) i kolektora (U_CE) względem potencjału emitera. Dla tranzystora n-p-n pracującego w zakresie normalnym oba napięcia są dodatnie w tej konwencji. Charakterystyki statyczne można obliczać z równań (5.52), (5.53), (5.54), (5.55) uwzględniając, że:

(5.65)

Do równań podstawia się:

—    U_EB ze znakiem dodatnim, gdyż złącze E-B jest polaryzowane w kierunku przewodzenia;

—    U_CB ze znakiem ujemnym, jeżeli |i!7_CE| > \U_BE\ (wówczas złącze B-G jest polaryzowane w kierunku zaporowym i tranzystor pracuje w zakresie normalnym);

—    U_CB ze znakiem dodatnim, jeżeli \U_CE\ < \U_BE\ (wówczas złącze B-G jest polaryzowane w kierunku przewidzenia i tranzystor pracuje w zakresie nasycenia).

Charakterystyki wejściowe

Zależność U_BE {I_B)u_CE można znaleźć analitycznie odejmując (5.54) od (5.55). Ponieważ

oraz

zatem, zakładając a_N = const, można stwierdzić, że charakterystyka wejściowa w układzie WE ma taki sam przebieg logarytmiczny jak w układzie WB (prądy I_E, I_B są liniowo zależne).

Zmiany charakterystyki wejściowej w funkcji napięcia U_CE są spowodowane modulacją efektywnej szerokości bazy. W miarę wzrostu U_CE (prawie całe napięcie U_CE polaryzuje zaporowo złącze G-B, a tylko niewielka jego część odkłada się na złączu E-B W' kierunku przewędzenia) maleje efektywna szerokość bazy. Jeżeli przyjmie się na przykład, że poziom wstrzykiwania nośników z emitera do bazy jest stały (U_BE — const), to przy oieńszej bazie mniej nośników rekombinuje, czyli prąd I_B maleje. Taki kierunek zmian charakterystyk U_BE(I_B) przy różnych wartościach U_CE reprezentują dwie krzywe przedstawione na rys. 5.34. Gdyby wyeksponować niewielki początkowy obszar charakterystyk, to okazałoby się, że przy U_CE > 0 charakterystyki nie przechodzą dokładnie przez początek układu współrzędnych, a mianowicie przy I_B = 0, U_BE > 0. Można to wyjaśnić w ten sposób,