Статические ВАХ транзистора

У транзистора существует два вида ВАХ: входные ВАХ и выходные ВАХ. Вид ВАХ зависит от способа включения транзистора: с общей базой, общим эмиттером и с общим коллектором. Статические ВАХ транзистора в схеме с общим эмиттером и общим коллектором примерно одинаковы.

Схема включения и выходные статические ВАХ транзистора в схеме с общей

базой приведены на рисунок 1.25 и 1.26.

       Рисунок 1.25                                          Рисунок 1.26                 

Они имеют три характерные области:I- сильная зависимость I_k=f(U_кб); II- слабая зависимость I_k=f(U_кб) (линейная часть); III- пробой коллекторного перехода. Начальная область выходных ВАХ находится левее оси координат. При U_кб =0 и I_э≠0 дырки перебрасываются в коллектор из базы под действием внутренней разности потенциалов, то есть  при U_кб =0, I_k≠0. Чтобы уменьшить ток коллектора до нуля, нужно создать встречный поток дырок через переход П2, то есть  перевести переход П2 в режим инжекции носителей заряда. Для этого необходимо поменять полярность напряжения U_кб. С увеличением тока эмиттера, для уменьшения его до нуля нужно приложить большее значение U_кб.

Небольшое увеличение тока коллектора в зоне II связано с эффектом модуляции ширины базы. При увеличении U_кб увеличивается объемный заряд в переходе П2, что приводит к увеличению толщины перехода П2, в основном, за счет базового слоя, как более высокоомного. Ширина базы уменьшается, число рекомбинации дырок с электронами при их движении от перехода П1 к переходу П2 уменьшается и ток коллектора увеличивается.

В области III происходит электрический пробой коллекторного перехода П2, что ведёт к резкому увеличению тока коллектора.

Входная  ВАХ транзистора, включенного по схеме с общей базой приведена на рисунок 1.27.

                                                 Рисунок 1.27

Смещение ВАХ влево при увеличении U_кб вызвано тем, что с повышением U_кб увеличивается величина объемного заряда перехода П2, что приводит к увеличению скорости передвижения дырок по базе и переброса их через переход П2 при одном и том же U_эб. Поэтому ток эмиттера (количество зарядов в единицу времени) возрастает.

Схема включения и статические выходные и входные ВАХ транзистора в схеме с общим эмиттером приведены, соответственно, на рисунок 1.28, 1.29, 1.30.

                 Рисунок 1.28                                    Рисунок 1.29

                                                     Рисунок 1.30

Выходные ВАХ:  при . имеют три зоны: I- начальная зона, II- слабая зависимость ,  от - пробой коллекторного перехода.

 Зона I. При напряжении коллектор-эмиттер равном нулю коллекторный переход открыт напряжением база- эмиттер инжектирует дырки. Потоки дырок от коллектора в базу и от эмиттера в коллектор взаимно уравновешиваются и ток коллектора равен нулю. При повышении напряжения коллектор-эмиттер, прямое напряжение на коллекторном переходе  нижается и ток коллектора  возрастает. На границе с областью II прямое напряжение на коллекторном переходе равно нулю и в области II на переходе действует обратное напряжение.

Слабое увеличение тока коллектора в зоне II вызвано эффектом модуляции ширины базы (ширина перехода П2 возрастает, количество рекомбинаций дырок и электронов в базе уменьшается,  возрастает,   - возрастает).

Выходные ВАХ:  при

При  напряжении коллектор-эмиттер равном нулю входная характеристика соответствует прямой ветви ВАХ двух p-n переходов (эмиттерного и коллекторного ), включенных параллельно. Ток базы при этом равен сумме токов эмиттера и коллектора, работающего в режиме эмиттера. При увеличении  напряжения коллектор-эмиттер характеристика смещается вниз из-за эффекта модуляции ширины базы (ширина базы уменьшается,  возрастает, уменьшается). Кроме того при в токе базы присутствует составляющая  (тепловой ток коллектора, вызванный дрейфом НОЗ через переход П2).