DSCF0781

156

4.2 Półprzewodnikowe elementy i układy elektroniczne

Rys. 1. Obszar pracy tranzystora NPN

Uce — U be + Uob		/b + lc + /e — 0
przy Uce = const		przy lB = const
A UBB ^rBE~ A/b		r _ Al/ce ^rcE~W

" A/_b

8 = •

g_m 1 /c/26 mV.

Efekt przewodnictwa samoistnego ma wpływ na charakterystyki tranzystora. Ze względu na wpływ temperatury na przewodność samoistną podawane są charakterystyki tranzystorów wyznaczane w różnych temperaturach pracy (rys. 2 na poprzedniej stronie).

Parametry graniczne

Parametry graniczne wyznaczają na charakterystyce wyjściowej obszar dopuszczalnej pracy tranzystora (rys. 1). Do podstawowych parametrów granicznych tranzystora należą: całkowita moc strat P,₀₍₁ prąd kolektora /_c, napięcie kolektor-emiter U_CE, napięcie wsteczne złącza baza-emiter U_BB i temperatura złącza ty.

Całkowita moc strat tranzystora jest sumą mocy strat w złączu baza-emiter wynikających z przepływu prądu bazy l_B i mocy strat w złączach emiter-baza i ba-za-kolektor wynikających z przepływu prądu kolektora /_c. Parametry graniczne tranzystora podawane są dla określonej temperatury złącz struktury półprzewodnika. Zastosowanie dodatkowych środków technicznych ułatwiających rozpraszanie wydzielanej mocy cieplnej w tranzystorze, takich jak np.: radiatorów montowanych na obudowach tranzystorów lub wentylatorów umożliwiających wprowadzenie wymuszonego chłodzenia pozwala na zmniejszenie temperatury złącz półprzewodnika, a zatem na zwiększenie dopuszczalnej mocy strat w tranzystorze, przekraczającej nawet nominalne wartości graniczne. Ważne jest w tym przypadku zachowanie warunku nieprzekra-czania temperatury granicznej złącza i9y ponad dopuszczalną wartość graniczną.

Przekroczenie wartości granicznych parametrów tranzystora grozi jego uszkodzeniem lub degradacją jego parametrów.

Możliwe jest naniesienie na charakterystykę wyjściową tranzystora krzywej w postaci tzw. hiperboli mocy strat (rys. 1). Hiperbola mocy strat jest zbiorem wszystkich punktów charakterystyki wyjściowej tranzystora, dla których spełniony jest warunek stałej mocy, tzn. takich, dla których zachodzi

przy U_ce = const

g =^!S-

^9m AUbe

U_cE    -    napięcie kolektor-emiter

U_Be    -    napięcie baza-emiter

U_cb    -    napięcie kolektor-baza

l_c - prąd kolektora (składowa stała) l_B - prąd bazy (składowa stała)

/_E    -    prąd emitera (składowa stała)

r_BE    -    dynamiczna rezystancja wejściowa

tranzystora

AŁ/_Be    - przyrost napięcia baza-emiter

Al_B    - przyrost prądu bazy

r_CE    -    dynamiczna rezystancja wyjściowa

tranzystora

AŁ/_Ce    - przyrost napięcia kolektor-emiter

Al_c    - przyrost prądu kolektora

8    -    wielkosygnatowy współczynnik

wzmocnienia prądowego p    -    matosygnałowy współczynnik wzmoc

nienia prądowego (zwarciowy współczynnik wzmocnienia prądowego) g_m    -    transkonduktancja tranzystora

l_c ■ Uce = P = const.

Przy konstrukcji hiperboli mocy przyjmuje się najczęściej, że cała moc tracona w tranzystorze wynika z przepływu prądu kolektora, a zatem dla uproszczenia pomija się względnie niewielką moc traconą wskutek przepływu prądu bazy. Jeśli dodatkowo poza hiperbolą mocy na charakterystykę wyjściową tranzystora zostaną naniesione maksymalne dopuszczalne wartości: prądu kolektora /cmax * napięcia kolektor-emiter C/ce™* zostanie określony obszar zwany obszarem pracy tranzystora.