В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Система параметров транзисторов насчитывает более пятидесяти параметров и характеристик. Как и для диодов, параметры транзисторов подразделяются на параметры, имеющие предельно допустимые значения (максимально и(или) минимально допустимые значения) и параметры, значения которых характеризуют свойства приборов.

Система предельно допустимых параметров включает в себя предельно допустимые значения напряжений коллектор-эмиттер, коллектор-база и база-эмиттер, предельно допустимые значения токов коллектора и базы и т. д. Предельно допустимые значения тока и напряжения обычно задаются для стационарных условий (например, постоянный ток коллектора), но могут приводиться и для импульсного режима работы. В этом случае оговаривается длительность импульса t nи частота f .

Система основных параметров, как правило, зависит от функционального назначения транзистора, его мощности и частотного диапазона работы, а также от рабочего режима и температуры, причем с увеличением температуры зависимость параметров от режима сказывается более сильно. В справочниках приводятся, как правило, типовые (усредненные) зависимости параметров транзисторов от силы тока, напряжения, температуры, частоты и т. д. Эти зависимости должны использоваться при выборе типа транзистора и сравнительных расчетах, так как значения параметров транзисторов одного типа не одинаковы, а лежат в некотором интервале. Этот интервал ограничивается минимальным или максимальным значением, указанным в справочнике.

В конце книги некоторых справочников помещен алфавитно-цифровой указатель транзисторов и указаны страницы. Поэтому данные о любом транзисторе можно найти быстро.

Перечень основных предельных эксплуатационных параметров (исключая СВЧ-транзисторы и силовые транзисторы) приведен в таблице 4.6.

* (при Uкб, В; Iк, А)

4.3.4. Статические ВАХ транзистора

ВАХ содержит информацию о свойствах транзистора во всех режимах работы, в том числе о связях между параметрами. По ВАХ можно определить ряд параметров, не приводимых в справочниках, а также рассчитать цепи смещения, стабилизации режима, оценить работу транзистора в широком диапазоне импульсных и постоянных токов, мощностей и напряжений. В основном используются два семейства статических ВАХ: входные и выходные.

Входные характеристики устанавливают зависимость входного тока (тока базы в схеме с общим эмиттером) от напряжения между базой и эмиттером при определенном напряжении на коллекторе. Входная характеристика германиевого транзистора структуры р-n-р МП40 приведена на рис. 4.17, а ; на рис. 4.17, б изображена такая же характеристика кремниевого транзистора КТ361 такой же структуры.

Рис. 4.17. Входная характеристика: а)германиевого транзистора МП40; б)кремниевого транзистора КТ361

При нулевом напряжении на коллекторе (относительно эмиттера) ход кривой обеих характеристик весьма схож, за исключением значений базовых напряжений, при которых начинают открываться транзисторы (у кремниевых транзисторов оно несколько больше). Из рисунков видно, что это, по сути дела, характеристики полупроводниковых диодов. При подаче на коллектор транзистора постоянного напряжения «диод» (т. е. эмиттерный переход) начинает работать в несколько измененном режиме, что отразится на его входной характеристике на рис. 4.17, а при U = 5 В).

Выходные характеристики устанавливают зависимость тока коллектора от напряжения на нем при определенном токе базы (в схеме с ОЭ). На рис. 4.18 приведена выходная характеристика транзистора МП40.

Рис. 4.18. Выходные характеристики транзистора МП40

Если нанести на эту характеристику предельно допустимые значения тока коллектора, напряжений на коллекторе и рассеиваемую мощность, то получим область допустимой работы транзистора. Достаточно теперь в конкретном каскаде проанализировать режим транзистора (ток коллектора, напряжение на коллекторе, ток базы) и перенести измеренные параметры на характеристику, чтобы узнать, насколько близок режим работы транзистора к критическому режиму.

При изменении температуры входные и выходные характеристики смещаются. На рис. 4.19 в качестве примера показаны выходные характеристики транзистора при различных температурах.

Рис. 4.19. Выходные характеристики транзистора при различных температурах

Из рисунка видно, что с повышением температуры не только увеличивается коллекторный ток I к, но и увеличивается наклон (крутизна) выходных характеристик. Для температурной стабилизации режима работы транзисторов вводят цепи обратной связи, а также применяют алюминиевые или медные радиаторы с большой поверхностью охлаждения.

4.3.5. Анализ усилительных каскадов

По схеме усилителя к электронной сирене (рис. 3.31) проанализируем основные параметры первого каскада — простейшего усилителя, собранного по схеме с общим эмиттером. Так, в цепи эмиттера у него отсутствует резистор для стабилизации режима работы, такой каскад вносил бы большие искажения. Здесь задача стабилизации режима работы каскада решена путем использования обратной отрицательной связи (ООС) по постоянному и переменному току.

В усилительных каскадах без стабилизирующего резистора в цепи эмиттера параметры усилителя можно определить по формулам:

1. Коэффициент усиления по напряжению:

К= I к∙ R к/ U т,

где U т— термический потенциал. При комнатной температуре U т= 25,5 мВ.

Входное сопротивление:

R вx = R бэ = h 21э∙ U т/ I к,

где R бэ— сопротивление участка база-эмиттер транзистора; h 21э— статический коэффициент передачи тока транзистора.