Анализ и моделирование биполярных транзисторов
Содержание
Курсовой работы по дисциплине Радиоэлектроника I.
Тема: Анализ и моделирование биполярных транзисторов.
1. Задание.
2. Введение.
3. Технология изготовления биполярного транзистора КТ 380.
4. Анализ процессов в биполярном транзисторе.
5. Статические характеристики биполярного транзистора включенного по схеме с общим эмиттером, общей базой и общим коллектором.
6. Анализ эквивалентнах схем биполярного транзистора.
7. Н - параметры биполярного транзистора.
8. Работа биполярного транзистора на высоких частотах.
9. Работа биполярного транзистора в импульсном режиме.
10. Математическая модель биполярного транзистора.
11. Измерение параметров биполярного транзистора.
12. Основные параметры биполярного транзистора.
13. Применение биполярных транзисторов в электронных схемах(на примере радиомикрофона ).
14. Литература.
2. Введение.
Историческа я справка. Объем исследований по физике твердого тела нарастал с 1930-х годов, в 1948 было сообщено об изобретении транзистора. За созданием транзистора последовал необычайный расцвет науки и техники. Был дан толчок исследовани я м в области выращивани я кристаллов, диффузии в твердом теле, физики поверхности и во многих других област я х. Были разработаны разные типы транзисторов, среди которых можно назвать точечный германиевый и кремниевый с выращенными переходами, полевой транзистор (ПТ) и транзистор со структурой металл - оксид - полупроводник (МОП-транзистор). Были созданы также стройства на основе интерметаллических соединений элементов третьего и п я того столбцов периодической системы Менделеева; примером может служить арсенид галли я . Наиболее распространены планарные кремниевые, полевые и кремниевые МОП-транзисторы. Широко примен я ютс я также такие разновидности транзистора, как триодные тиристоры и симисторы, которые играют важную роль в технике коммутации и регулировании сильных токов.
В 1954 было произведено немногим более 1 млн. транзисторов. Сейчас эту цифру невозможно даже казать. Первоначально транзисторы стоили очень дорого. Сегодн я транзисторные стройства дл я обработки сигнала можно купить за несколько центов.
Без транзисторов не обходитс я не одно предпри я тие, которое выпускает электронику. На транзисторах основана вс я современна я электроника. Их широко примен я ют в теле, радио и компьютерных аппаратурах.
Транзисторы представл я ют собой полупроводниковые приборы с двум я
я т из кристалла германи я и двух остриёв (эмиттер и коллектор), касающихс я поверхности кристалла на рассто я нии 20-50 микронов друг от друга. Каждое остриё образует с кристаллом обычный выпр я мительный контакт с пр я мой проводимостью от остри я к кристаллу. Если между эмиттером и базой подать напр я жение пр я мой пол я рности, а между коллектором и базой - обратной пол я рности, то оказываетс я , что величина тока коллектора находитс я в пр я мой зависимости от величины тока эмиттера.
Плоскостной транзистор состоит из кристалла полупроводника (германи я , кремни я , арсенида, инди я , астата, и др.), имеющего три сло я различной проводимости
я
избыточными носител я ми положительных зар я дов, так называемыми
"дырками", образующиес я в случае недостатка электронов в слое. В слое типа Рис 1-1. Таким образом, возможны два типа плоскостных транзисторов: я
типа я )
разделены слоем Из транзисторов можно составить схемы различных назначений. Например можно собрать силители тока, мощности, силители звуковых частот, декодеры аудио, видео, теле-радио сигналов, также простейшие логические схемы, основанные на принципе и-или-не. Транзисторы КТ380 - кремниевые эпитаксиально-планарные
Предназначены дл я работы в переключающих схемах, в схемах силителей высокой частоты герметезированой аппаратуры. Бескорпусные,
с гибкими выводами с гибкими выводами, с защитным покрытием. Транзисторы помещаютс я в герметическую заводскую упаковку. Обозначение типа и цоколевка привод я тс я в паспорте. Масса транзистора не более 0,01 г. 3. Технологи я
изготовлени я бипол я рного транзистора КТ380. Эпитаксиальна я
технологи я позвол я ет расширить рабочий диапазон транзисторов,
особенно ключевых, за счет меньшени я
последовательного сопротивлени я
коллектора. Она основана на выращивании очень тонкого сло я
полупроводника (достаточного дл я
формировани я активных элементов)
поверх исходного сло я того же самого материала. Этот эпитаксиальный слой представл я ет собой продолжение исходной кристаллической структуры, но с ровнем легировани я , необходимым дл я
работы транзистора. Подложку сильно легируют (до содержани я легирующей примеси пор я дка
0,1%), тщательно полируют и затем промывают, поскольку дефекты на поверхности подложки сказываютс я на совершенстве структуры эпитаксиального сло я . Выращивание совершенного эпитаксиального сло я - очень сложный процесс, требующий тщательного выбора материалов и поддержани я исключительной общей чистоты в системе. Слой выращиваетс я методом химического осаждени я из паровой фазы, обычно из паров тетрахлорида кремни я SiCl4.
При этом используетс я водород,
который восстанавливает SiCl4 до чистого кремни я , осаждающегос я
затем на подложке при температуре около 1200 0С. Скорость роста эпитаксиального сло я - пор я дка 1 мкм/мин, но ее можно регулировать. Дл я легировани я
сло я в рабочую камеру ввод я т мышь я к
(примесь n-типа), фосфор (n-тип) или бор (p-тип). Обычно выращивают только один слой, но в некоторых случа я х,
например при изготовлении многослойных тиристоров, получают два сло я - один n, другой p-типа. Толщина эпитаксиального сло я составл я ет от нескольких микрометров дл я сверхвысокочастотных транзисторов до 100 мкм дл я высоковольтных тиристоров. Эпитаксиальный материал дает возможность изготавливать транзисторы дл я
усилителей и электронных ключей. В противоположность технологии мезаструктур, при которой диффузи я
происходит равномерно по всей поверхности полупроводника, планарна я технологи я
требует, чтобы диффузи я была локализована. Дл я остальной части поверхности необходима маска. Идеальным материалом дл я
маски я вл я етс я диоксид кремни я ,
который можно наращивать поверх кремни я .
Так, сначала в атмосфере влажного кислорода при 1100 0С выращивают слой диоксида толщиной около 1 нм (это занимает примерно час с четвертью).
На выращенный слой нанос я т фоторезист, который может быть сенситизирован дл я
про я влени я
ультрафиолетовым светом. На фоторезист накладывают маску с контурами базовых областей, в которых должна проводитьс я
диффузи я (их тыс я чи на одной подложке), и экспонируют фоторезист под освещением. На частках, не закрытых непрозрачной маской, фоторезист затвердевает под действием света. Теперь, когда фоторезист про я влен, его легко далить растворителем с тех мест,
где он не затвердел, и на этих местах откроетс я
незащищенный диоксид кремни я . Дл я подготовки подложки к диффузии незащищенный диоксид вытравливают и пластинку промывают. (Здесь речь идет об лотрицательном фоторезисте. Существует также положительный фоторезист, который, наоборот,
после освещени я легко раствор я етс я .)
Диффузию провод я т как двухстадийный процесс: сначала некоторое количество легирующей примеси (бора в случае n-p-n-транзисторов)
ввод я т в базовый поверхностный слой,
а затем - на нужную глубину. Первую стадию можно осуществл я ть разными способами. В наиболее распространенном варианте пропускают кислород через жидкий трихлорид бора; диффузант переноситс я газом к поверхности и осаждаетс я под тонким слоем борсодержащего стекла и в самом этом слое. После такой начальной диффузии стекло дал я ют и ввод я т бор на нужную глубину, в результате чего получаетс я
коллекторный p-n-переход в эпитаксиальном слое n-типа. Далее выполн я ют эмиттерную диффузию.
Поверх базового сло я наращивают диоксид, и в нем прорезают окно, через которое за одну стадию диффузией ввод я т примесь (обычно фосфор), формиру я тем самым эмиттер. Степень легировани я эмиттера по крайней мере в 100 раз больше, чем степень легировани я базы, что необходимо дл я обеспечени я высокой эффективности эмиттера. В обоих диффузионных процессах, пом я нутых выше, переходы перемещаютс я как по вертикали, так и в боковом направлении под диоксидом кремни я , так что они защищены от воздействи я окружающей среды. Многие стройства герметизируют поверхностным слоем нитрида кремни я толщиной около 200 нм. Нитрид кремни я непроницаем дл я
щелочных металлов, таких, как натрий и калий, которые способны проникать сквозь диоксид кремни я и лотравл я ть поверхности в переходах и поблизости от них.
Далее с использованием методов фотолитографии на поверхность стройства напыл я ют металл контакта (алюминий или золото),
отделенный от кремни я другим металлом (например, вольфрамом, платиной или хромом), впекают его в области базового и эмиттерного контактов, излишек дал я ют.
Затем полупроводниковую пластинку путем распиливани я
или разламывани я после надрезани я раздел я ют на отдельные микрокристаллы, которые прикрепл я ютс я к позолоченному кристаллодержателю или выводной рамке (чаще всего эвтектическим припоем кремний - золото). С выводами корпуса эмиттер и базу соедин я ют золотыми проволочками. Транзистор герметизируют в металлическом корпусе или путем заделки в пластик (последнее дешевле). Первоначально контакты делали из алюмини я , но оказалось, что алюминий образует с золотом хрупкое соединение, обладающее высоким сопротивлением. Поэтому проволочные контакты из алюминиевой или золотой проволочки стали отдел я ть от кремни я другим металлом - вольфрамом, платиной или хромом.
Гранична я частот транзисторов общего назначени я составл я ет несколько сот мегагерц - примерно столько же, сколько было у ранних высокочастотных германиевых транзисторов. В насто я щее врем я дл я
высокочастотных типов эта граница превышает 10 Гц. Мощные транзисторы могут работать при мощности 200 Вт и более (в зависимости от типа корпуса), и нередки коллекторные напр я жени я в несколько сот вольт. Используютс я кремниевые пластинки размером несколько сантиметров, причем на одной такой пластинке формируетс я
не менее 500 тыс. транзисторов. Транзисторные структуры могут быть разного вида. Транзисторы дл я
низкочастотных схем с низким ровнем сигнала нередко имеют точечно-кольцевую конфигурацию (точка - эмиттер, кольцо - база), котора я ,
однако, не нашла широкого применени я
в тех случа я х, когда предъ я вл я ютс я требовани я
высокой частоты и большой мощности. В таких случа я х и в транзисторах многих низкочастотных типов чаще всего примен я етс я
встречно-гребенчата я структура. Это как бы два гребешка с широкими промежутками между зубцами, расположенные на поверхности так, что зубцы одного вход я т между зубцами другого. Один из них я вл я етс я
эмиттером, другой - базой. База всегда полностью охватывает эмиттер. Основна я часть гребешка служит токовой шиной, равномерно распредел я ющей ток, так что все эмиттерные зубцы имеют одинаковое смещение и дают одинаковый ток. Это очень важно дл я сильноточных приборов, в которых локальна я неоднородность смещени я может вследствие местного нарастани я тока привести к точечному перегреву. В нормальном рабочем режиме температура перехода в транзисторах должна быть ниже 1250С (при ~1500С параметры прибора начинают быстро измен я тьс я , и работ схемы нарушаетс я ),
а потому в мощных транзисторах необходимо добиватьс я
равномерного распределени я тока по всей их площади. Сильноточные стройства часто раздел я ют на секции (группы зубцов, или малых транзисторов), соединенные между собой токовыми шинами с малым сопротивлением. В транзисторах дл я диапазона сверхвысоких частот - другие трудности. Их максимальна я
рабоча я частот ограничиваетс я временем задержки, которое требуетс я дл я зар я дки эмиттерного и коллекторного переходов
(поскольку зар я д переходов зависит от напр я жени я ,
они ведут себ я как конденсаторы).
Это врем я можно свести к минимуму,
уменьшив до предела площадь эмиттера. Поскольку эффективно действует лишь периферийна я часть эмиттера, зубцы делают очень зкими; зато число их величивают так, чтобы получить нужный ток.
Ширина зубца типичного высокочастотного эмиттера составл я ет
1-2 мкм, и таковы же промежутки между зубцами. База обычно имеет толщину
0,1-0,2 мкм. На частотах выше 2 Гц врем я
переноса зар я да через базу же не я вл я етс я определ я ющей характеристикой - существенно также врем я
переноса через область коллектора; однако этот параметр можно меньшить только путем меньшени я внешнего напр я жени я на коллекторе. 4. Анализ процессов в бипол я рном транзисторе Рассмотрим прежде всего, как работает транзистор (дл я
примера типа n<-р-n) в режиме без нагрузки, когда включены только источники посто я нных питаюнщих напр я жений E1 и E2 (рис. 4-1, ). Пол я рность их такова, что на эмитнтерном переходе напр я жение пр я мое, на коллекторном переходе -
обратное. Поэтому сопротивление эмиттерного перехода мало и дл я получени я
нормальнного тока в этом переходе достаточно напр я жени я Е1 в дес я тые доли вольта. Сопротивление коллекторного перехода велико, и напр я жение Е2
обычно составл я ет единицы или дес я тки вольт. Из схемы на рис. 4-1, видно, что напр я жение между электродами транзистора св я заны простой зависимостью: При работеа транзистор ва активном режиме обычно всегд
Вольтамперна я характеристика эмиттерного перехода представл я ет собой характеристику полупроводникового диода при пр я мом токе. А вольтамперна я характеристика коллекторного перехода подобна характеристике диода при обратном токе. Принцип работы транзистора заключаетс я в том, что пр я мое напр я жение эмиттерного перехода, т. е. частка база-эмиттер ( Рис 4-1. Движение электронов и дырок в транзисторах типа Физические процессы в транзисторе происход я т следующим образом. При величении пр я мого входного напр я жени я Если толщина базы достаточно мала и концентраци я дырок в ней невелика, то большинство электронов, пройд я
через базу, не спевает рекомбинировать с дырками базы и достигает коллекторного перехода. Лишь небольша я
часть электронов рекомбинирует в базе с дырками. В результате рекомбинации возникает ток базы, протекающий в проводе базы. Действительно, в становившемс я режиме число дырок в базе должно быть неизменным.
Вследствие рекомбинанции каждую секунду сколько-то дырок исчезает, но столько же новых дырок возникает за счет того, что из базы ходит в направлении к плюсу источника E1
такое же число электронов. Иначе говор я ,
в базе не может накапливатьс я много электронов. Если некоторое число инжектированных в базу из эмиттера электронов не доходит до коллектора, остаетс я в базе,
рекомбиниру я с дырками, то точно такое же число электронов должно ходить из базы в виде тока Ток базы я вл я етс я
бесполезным и даже вредным. Желательно, чтобы он был как можно меньше. Обычно Если бы база имела значительную толщину и концентраци я дырок в ней была велика, то больша я часть электронов эмиттерного тока, диффундиру я через базу, рекомбинировала бы с дырками и не дошла бы до коллекторного перехода. Ток коллектора почти не величивалс я бы за счет электронов эмиттера, наблюдалось бы лишь величение тока базы. Когда к эмиттерному переходу напр я жение не приложено, то практически можно считать, что в этом переходе почти нет тока.
В этом случае область коллекторного перехода имеет большое сопротивление посто я нному току, так как основные носители зар я дов дал я ютс я от этого перехода и по обе стороны от границы создаютс я области, обеденные этими носител я ми. Через коллекторный переход протекает лишь очень небольшой обратный ток, вызванный перенмещением навстречу друг другу неосновных носителей, т. е. электронова из р-области и дырок из n<-области. Но если под действием входного напр я жени я возник значительный ток эмиттера, то в область базы со стороны эмиттера инжектируютс я
электроны, котонрые дл я данной области
я вл я ютс я неосновными носител я ми.
Не спева я рекомнбинировать с дырками при диффузии через базу, они доход я т до коллекторнного перехода. Чем больше тока эмиттера,
тем больше электронов приходит к коллекторному переходу и тем меньше становитс я его сопротивление. Соответственно увеличиваетс я ток коллектора. Иначе говор я , с величением тока эмиттера в базе возрастает концентраци я неосновных носителей, инжектированных из эмиттера, чем больше этих носителей, тем больше ток коллекторного перехода, т.
е. ток коллектора Данное одному из электродов транзистора название лэмиттер подчеркивает, что происходит инжекци я электронов из эмиттера в базу. Применение термина линжекци я
необходимо дл я того, чтобы отличать данное я вление от электроой эмиссии, в результате которой получаютс я
свободные электроны в вакууме или разреженном газе. По рекомендуемой терминологии эмиттером следует называть область транзистора,
назначением которой я вл я етс я
инжекци я носителей зар я да в базу. Коллектором называют область, назначением которой я вл я етс я экстракци я
носинтелей зар я да из базы. А базой я вл я етс я область, в которую инжектируютс я эмиттерома неосновные дл я этой области носители зар я да. Следует отметить, что эмиттер и коллектор можно помен я ть местами
(так называемый инверсный режим). Но в транзисторах, как правило, коллекторный переход делаетс я
со значительно большей площадью, нежели эмиттерный переход, так как мощность, рассеиваема я в коллекторном переходе, гораздо больше, чем рассеиваема я
в эмиттерном. Поэтому если использовать эмиттер в качестве коллектора, то транзистор будет работать,
но его можно примен я ть только при значительно меньшей мощности, что нецелесообразно. Если площади переходов сделаны одинаковыми (транзисторы в этом случае называют симметричными),
то люба я
из крайних областей может с одинаковым спехом работать в качестве эмиттера или коллектора. Поскольку в транзисторе ток эмиттера всегда равен сумме токов коллектора и базы, то приращение тока эмиттера также всегда равно сумме приращений коллекторного и базового токов:
Важным свойством транзистора я вл я етс я приблизительно линейна я
зависимость между его токами, т. е.
все три тока транзистора измен я ютс я приблизительно пропорционально друг Другу.
Пусть, дл я примера, Мы рассмотрели физические я влени я в транзисторе типа п-р-п. Подобные же процессы происход я т в транзисторе типа р-п-ра но в нем мен я ютс я рол я ми электроны и дырки, также измен я ютс я на обратные пол я рности напр я жений и направлени я токов (рис. 4-2,б). В транзисторе типа р-п-р из эмиттера в базу инжектируютс я не электроны, дырки. Они я вл я ютс я дл я
базы неосновными носител я ми. С величением тока эмиттера больше таких дырок проникает через базу к коллекторному переходу. Это вызывает меньшение его сопротивлени я и возрастание тока коллектора. Работу транзистор можно анагл я дно представить с помощью потенциальной диаграммы, котора я показана на рис. 4-2 дл я
траннзистора типа n-р-n. Рис. 4-2. Потенциальна я диаграмма транзистора Эту диаграмму добно использовать дл я создани я механинческой модели транзистора. Потенциал эмиттера прин я т за нулевой. В эмиттерном переходе имеетс я
небольшой потенциальный барьер. Чем больше напр я жение
Помимо рассмотренных основных физических процессов в транзисторах принходитс я
учитывать еще р я д я влений. Существенное вли я ние на работу транзисторов оказывает сопротивление базы где ток Сопротивление коллектора Схема на рис. 4-3 я вл я етс я весьма приближенной, так как на самом деле эмиттер, база и коллектор имеют между собой контакт не в одной точке, во множестве точек по всей площади переходов. Тем не менее эта схема может примен я тьс я дл я рассмотрени я
многих процессов в транзисторе. Рис. 4-3. Эквивалентна я схема транзистора дл я
посто я нного тока При повышении напр я жени я на коллекторном переходе в нем происходит лавинное размножение носителей зар я да, я вл я ющеес я
главным образом результантом дарной ионизации. Это я вление и туннельный, эффект могут вызвать электрический пробой, который приа возрастании ток можета перейти в тепловойа пронбой перехода. Изменение напр я жений на коллекторном и эмиттерном переходах сопронвождаетс я изменением толщины этих переходов. В результате измен я етс я
толщина базы. Такое я вление называют модул я цией толщины базы. Его особенно надо учитывать при повышении напр я жени я коллектор - база, так как тогда толщина коллекторного перехода возрастает, толщина базы меньшаетс я . При очень тонкой базе может произойти эффект смыкани я (лпрокол базы) -
соединение коллекторного перехода с эмиттерным. В этом случае область базы исчезает и транзистор перестает нормально работать. При величении инжекции носителей из эмиттера в базу происходит накопнление неосновных носителей зар я да в базе. т. е. величение концентрации и сумнмарного зар я да этих носителей. Наоборот, при уменьшении инжекции происходит меньшение концентрации и суммарного зар я да неосновных носителей в ней. Этот процесс называют рассасыванием носителей зар я да в базе. В р я де случаев необходимо учитывать протекание по поверхности транзинстора токов утечки, сопровождающеес я
рекомбинацией носителей в поверхностном слое областей транзистора. Установим соотношени я между токами в транзисторе. Ток эмиттера правнл я етс я
напр я жением на эмиттерном переходе,
но до коллектора доходит несколько меньший ток, который можно назвать правл я емым коллекторным током
где Чем слабее рекомбинаци я инжектированных носителей в базе, тем ближе Во многих случа я х Преобразуем выражение (4.6)
так, чтобы выразить занвисимость тока Рис. 3-4. Токи в транзисторе Решим равнение Обозначим и напишем окончательное выражение
Здесь если коэффициент т. е. Таким образом, незначительные изменени я Ток Значительный ток При значительном повышении напр я жени я
Если надо измерить ток 5. Статические характеристики бипол я рного транзистора. Схема с общей базой В транзисторах в качестве одной из независимых переменных обычнно выбирают ток эмиттера, легче поддающийс я
регулированию, чем напр я жение. Из характеристик наибольшее распространение получинли входные и выходные характеристики транзистора. Входные характеристики. Входные характеристики транзисторов в схеме с общей базой При большом обратном напр я жении коллектора ( Рис 5-1 Начальна я область входных характеристик, построенна я в соотнветствии с теоретической зависимостью (5.1), показана на рис. 5-1, а крупным масштабом (в окружности). Отмечены токи I11
и I12, такнже эмиттерный ток закрытого транзистора протекающий в его цепи при обратных напр я жени я х эмиттера и колнлектора. Как следует из соотношени я (5.1), ток эмиттера равен нулю при напр я жении эмиттера Такое же напр я жение устанавливаетс я на эмиттере, если он изонлирован от других электродов. Реальные характеристики транзистора в начальной области ненсколько отличаютс я от теоретических.
Обратный ток эмиттера при короткозамкнутом коллекторе, обозначаемый Обратный ток эмиттера при обратном напр я жении коллектора Входные характеристики кремниевого транзистора показаны на pиc. 5-1,б. Они смещены от нул я в сторону пр я мых напр я жений; как и у кремниевого диода, смещение равно 0,Ч0,7 В. По отношению к входным характеристикам германиевого транзистора смещение сонставл я ет
0,4 В. Выходные характеристики.
Теоретические выходные характеристинки транзистора в схеме с общей базой Они представлены на рис. 5-2, . Вправо по горизонтальной оси прин я то откладывать рабочее, т. е. обратное, напр я жение коллектора (отрицательное дл я транзисторов типа р-n<-р и положительное дл я транзисторов типа n<-р-n).
Значени я протекающего при этом тока коллектора откладывают по вертикальной оси вверх. Такой выбор осей координат выгоден тем, что область характеристик, соответствуюнща я
рабочим режимам, располагаетс я при этом в первом квадранте, что добно дл я
расчетов. Если ток эмиттера равен нулю, то зависимость При пр я мом напр я жении коллекнтора ток измен я ет направление и резко возрастает - открываетс я
колнлекторный переход (в цел я х нагл я дности на рис. 5-2 адл я
положительнных напр я жений вз я т более крупный масштаб).
Рис 5-2 Если же в цепи эмиттера создан некоторый ток Iэ,
то же при нунлевом напр я жении коллектора в его цепи в соответствии с выражением (5.6) протекает ток Iк= При подаче на коллектор пр я мого напр я жени я
по я вл я етс я пр я мой ток коллекторного перехода. Так как он течет навстречу току инжекции Если величить ток эмиттера до знанчени я
На рис. 5-2,б представлены реальнные выходные характеристики транзинстора МП14; они имеют такой же вид, как и теоретические, с четом поправок на термоток перехода и ток его поверхностной проводимости. Коэффициент передачи тока эмиттера. Как показывает опыт, коэфнфициент передачи тока зависит от величины тока эмиттера (рис. 5-3).
С ростом тока эмиттера величинваетс я
напр я женность внутреннего пол я базы, движение дырок на коллектор становитс я более направленным, в результате меньшаютнс я рекомбинационные потери на поверхности базы,
возрастает коэфнфициент переноса В целом зависимость коэффициента передачи тока В транзисторах, работающих при высокой плотности тока, наблюндаетс я значительное падение напр я жени я вдоль базы, обусловленное током базы; в результате напр я жение в точках эмиттерного перехода, даленных от вывода базы, оказываетс я
заметно меньшим, чем в близнлежащих. Поэтому эмиттерный ток концентрируетс я по периметру эмиттера ближе к выводу базы,
эффективна я площадь эмиттера полунчаетс я меньше, чем при равномерной инжекции, и коэффициент Схема с общим эмиттером Ранее были рассмотрены статические характеристики транзистора, включенного по схеме с общей базой, когда обща я
точка входной и выходной цепей находитс я на базовом электроде.
Другой распространенной схемой включени я транзистора я вл я етс я схема с общим эмиттером, в котонрой обща я точка входной и выходной ценпей соединена (рис. 5-4). Входным напр я жением в схеме с общим эмиттером я вл я етс я напр я жение базы Отметим,
что в схеме с общим эмиттером в рабочем режиме, когда транзистор открыт, пол я рность источников питани я
базы и коллектора одинакова. Входные характеристики. Входные характеристики транзистора в схеме с общим а Рис. 5-4 эмиттером представл я ют собой зависимость тока базы от напр я жени я
базы: Зависимость тока базы от напр я жений эмиттера и коллектора найндем из равнений (5.8) аи а(5.9). Вычт я второе равнение из первого, введ я обозначени я и использовава соотношени я При большом обратном напр я жении коллектора, когда Если приа этома напр я жение базы также обратное ( В реальном транзисторе добавл я ютс я токи течки и термотоки пенреходов, поэтому обратный ток базы закрытого транзистора Входные характеристики транзистора показаны на рис. 5-5. При обратном напр я жении базы и коллектора, т. е. в закрынтом транзисторе, согласно выражению (5.15), ток базы При подаче пр я мого напр я жени я на базу открываетс я эмиттерный переход и в цепи базы по я вл я етс я
рекомбинационна я составл я юща я
тока Рис 5-5 Рис 5-6 Когда на коллектор подано большое обратное напр я жение,
оно оканзывает незначительное вли я ние на входные характеристики транзинстора. Как видно из рис. а5-5, при величении обратного напр я жени я
коллектора входна я характеристика лишь слегка смещаетс я вниз, что объ я сн я етс я величением тока поверхностной проводимости коллекнторного перехода и термотока. При напр я жении коллектора, равном нулю,
ток во входной цепи значительно возрастает по сравнению с рабочим режимом Коэффициент передачи тока базы. Найдем зависимость тока колнлектора от тока базы с помощью выражений: Величин называетс я коэффициентом передачи тока базы. Поскольку коэффициент передачи тока эмиттера Коэффициент передачи тока базы существенно зависит и от тока эмиттера (рис. 5-6). С ростом тока эмиттера коэффициент передачи тока базы вначале повышаетс я вследствие увеличени я напр я женности внутреннего пол я
базы, скор я ющего перенос дырок через базу к коллектору и этим меньшающего рекомбинационные потери на поверхнности базы. При значительной величине тока эмиттера коэффициент передачи тока базы Перечисленные причины обусловливают, как казывалось, небольшую зависимость коэффициента передачи тока эмиттера а от тока эмиттера Iэ (см. рис. а5-3). Но коэффициент передачи тока базы Введ я обозначение дл я
коэффициента передачи тока базы Зависимость тока коллектора от напр я жений базы и коллектора можно найти из выражени я (5.48), заменив в нем UЭБ на -UБЭ и UКБ Уравнени я (5.18) и (5.19) а я вл я ютс я
основными дл я транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Выходные характеристики. Выходные характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером где Рис. 5-7 Ток коллектора закрытого транзистора в соответствии с выражени я ми (5.18) и
(5.20) Ввиду малости тока При токе базы,
равном нулю, что имеет место при небольшом пр я мом напр я жении базы, когда рекомбинационна я составл я юща я
тока базы С ростом коллекторного напр я жени я заметно величение этого тока вследствие величени я коэффициента передачи тока базы При токе базы При снижении коллекторного напр я жени я до величины, меньшей напр я жени я базы, открываетс я
коллекторный переход, что должно было бы повлечь за собой величение тока базы,
но по словию он должен быть посто я нным.
Дл я поддержани я
тока базы на заданном ровне приходитс я
снижать напр я жение базы, что сопровождаетс я меньшением токов эмиттера и коллектора, поэтому выходные харакнтеристики при Как показано на рис. 5-7 крупным масштабом в окружности, вынходна я
характеристика при наличии тока базы не проходит через нанчало координат: при Отсюда где Из формулы (5.23)
вытекает физический смысл напр я жени я Дл я расчета транзисторных схем иногда примен я ют выходные ханрактеристики, сн я тые при посто я нном напр я жении базы. Они отлинчаютс я от рассмотренных характеристик, снимаемых при посто я нном токе базы, большей неравномерностью рассто я ний по вертикали между соседними характеристиками, обусловленной экспоненциальной завинсимостью между напр я жением и током базы. 6.
Анализ эквивалентных схем бипол я рного транзистора. Все параметры можно разделить на собственные (или первичные) и вторичные. Собственные параметры характеризуют свойства самого транзистора независимо от схемы его включени я , вторичные параметры дл я
различных схем включени я различны. В качестве собственных параметров помимо знакомого нам коэффициента силени я
по току Основными первичными параметрами я вл я ютс я сопротивлени я
В схеме на рис. 6-1, силенное переменное напр я жение на выходе получаетс я от некоторого эквивалентного генератора, включенного в цепь колнлектора; ЭДС этого генератора пропорциональн току эмиттера Эквивалентный генератор надо считать идеальным, роль его внутреннего сопротивлени я
выполн я ет сопротивление Вместо генератора ЭДС можно ввести в схему генератор тока. Тогда получаетс я
наиболее часто примен я ема я эквивалентна я
схема (рис. 6-1, б). В ней генератор тока создает ток, равный Рис. 6-2.
Эквивалентна я Т-образна я схем транзистора, включенного по схеме ОЭ Эквивалентна я
схема с генератором тока дл я
транзистора, включенного по схеме ОЭ. показана на рис. 6-2. В ней генератор дает ток Переход от эквивалентной схемы ОБ к схеме ОЭ можно показать слендующим образом. Напр я жение,
создаваемое любым генератором, равно разности между ЭДС и падением напр я жени я на внутреннем сопротивлении. Дл я схемы по рис. 6-1, это будет Заменим здесь В этом выражении первое слагаемое Рассмотренные Т-образные эквивалентные схемы я вл я ютс я приближенными, так как на самом деле эмиттер, база и коллектор соединены друг с другом внутри транзистора не в одной точке. Но тем не менее использование этих схем дл я
решени я теоретических и практических задач не дает значительных погрешностей. 7. Н - параметры бипол я рного транзистора. В насто я щее врем я основными считаютс я смешанные (или гибридные) паранметры, обозначаемые буквой В систему Входное сопротивление представл я ет собой сопротивление транзистора между входными зажимами дл я переменного входного тока при коротком замыкании на выходе, т. е. при отсутствии выходного переменного напр я жени я . При таком словии изменение входного тока Коэффициент обратной св я зи по напр я жению показывает, кака я
дол я выходного переменного напр я жени я
передаетс я на вход транзистора вследствие наличи я в нем внутренней обратной св я зи. Условие Как же казывалось, в транзисторе всегда есть внутренн я я
обратна я св я зь за счет того, что электроды транзистора имеют электрическое соединение между собой, и за счет сопротивлени я базы.
Эта обратна я св я зь существует на любой низкой частоте, даже при а Коэффициент силени я
по току (коэффициент передачи тока) показывает силение переменного тока транзистором в режиме работы без нагрузки. Условие Выходна я
проводимость представл я ет собой внутреннюю проводимость дл я
переменного тока между вынходными зажимами транзистора. Ток Величина 8. Работ бипол я рного транзистора на высоких частотах. С повышением частоты силение, даваемое транзисторами, снижаетс я . Имеютс я
две главные причины этого я влени я . Во-первых, на более высоких частотах вредно вли я ет емкость коллекторного перехода Рис. 8-1. Эквивалентна я схема транзистора с четом емкостей переходов На низких частотах сопротивление емкости Если представить себе, что частот стремитс я
к бесконечности, то сопронтивление емкости Емкость эмиттерного перехода Сэ
также меньшает свое сопротивление с повышением частоты, но она всегда шунтирована малым сопротивлением эмиттерного перехода Сущность вли я ни я емкости Сэ
состоит в том, что чем выше частота, тем меньше сопротивление этой емкости, тем сильнее она шунтирует сопротивление Итак, вследствие вли я ни я емкости Ск
на высоких частотах меньшаютс я
коэффициенты силени я Второй причиной снижени я
усилени я на более высоких частотах я вл я етс я Рис. 8-2 Рис. 8-3. Рис. 8-2 Векторные диаграммы дай токов транзистора при различных частотах. Рис. 8-3 меньшение коэффициентов Удобнее всего проследить это я вление с помощью векторных диаграмм, изображенных на рис. 8-2. Перва я из них соответствует низкой частоте, например 1 кГц, на которой все токи практически совпадают по фазе, так как Таким образом, при повышении частоты коэффициент Прин я то считать предельным допустимым меньшение значений На рис. 8-3 изображен примерный график, показывающий дл я некоторого транзистора меньшение коэффициентов Помимо предельных частот усилени я Иногда в расчетных формулах встречаетс я также гранична я частот силенни я
тока Следует отметить, что на высоких частотах происходит не только изменнение значений Улучшение частотных свойств транзисторов, т. е. повышение их предельных частот силени я Некоторое снижение емкости Ск достигаетс я
уменьшением концентрации примеси в коллекторе. Тогда коллекторный переход становитс я
толще, что равнноценно величению рассто я ни я между обкладками конденсатора. Емкость меньншаетс я , и, кромеа того, при большейа толщине переход величиваетс я напр я нжение пробо я и это дает возможность повысить мощность. Но зато возрастает сопротивление области коллектор и ва ней потери мощности будут больше, что особенно нежелательноа дл я мощных транзисторов. Дл я меньшени я я а такжеа ва тех транзисторах, а которых ва базеа создано электрическое поле, скор я ющее движение носителей. 9. Работ бипол я рного транзистора в импульсном режиме Транзисторы широко примен я ютс я в различных импульсных стройствах. Работа транзисторов в импульсном режиме, иначе называемом ключевым или режимом переключени я , имеет р я д особенностей. Рассмотрим импульсный режим транзистора с помощью его выходных ханрактеристик дл я схемы ОЭ. Пусть в цепь коллектора включен резистор нагрузки Рис. 9-1. Определение параметров импульсного режима транзисторов с помощью выходных характеристик. Если ана входа подана импульса ток Хот я
напр я жение Конечно, если импульс входного тока будет меньше Помимо
Иначе говор я , Параметром импульсного режима транзистора служит также его сопронтивление насыщени я Значение налогично рассмотренной схеме ОЭ работает в импульсном режиме и схема ОБ. Рис. 9-2. Искажение формы импульса тока транзистором. Если длительность входного импульс Дл я
примера на рис. 9-2 апоказаны графики конроткого импульса входного тока пр я моугольной форнмы и импульса выходного тока при включении траннзистора по схеме ОБ. Как видно, импульс коллекнторного тока начинаетс я
с запаздыванием на врем я На рис. 9-2 показан еще график тока базы, построенный на основании соотношени я
Специальные транзисторы дл я работы короткими импульсами должны иметь малые емкости и тонкую базу. Как правило, это маломощные дрейфовые транзисторы. Чтобы быстрее рассасывалс я
зар я д, накапливающийс я в базе, в нее добавл я ют в небольшом количестве примеси, способствующие быстрой рекомбинации накопленных носителей (например, золото). 10. Математическа я модель бипол я рного транзистора. Обща я
эквивалентна я схема транзистора,
используема я при получении математичеснкой модели, показана на рис.10-1.
Каждый p- я мому коллекторному току Таким образом, токи эмиттера и коллектора в общем случае содержат две составл я ющие: инжектируемую ( Эмиттерный и коллекторный а я жени я к каждому переходу их вольтамперна я
харакнтеристика определ я етс я так же, как и в случае диода. Однако если к одному из я жение, выводы другого я жение, величитс я
из-за изменени я распределенни я неосновных носителей зар я да в базе. Тогда: где
<- тепловой ток коллекторного
Рис. 10-1. Эквивалентна я схем идеализированного транзистора Св я зь между тепловыми тонками
, Соответственно дл я а Токи коллектор и эмиттер с четома
(10.2) примут вид Н основанииа закон Кирхгоф тока базы При использовании (10.1)-(10.4) следует помнить, что в полупроводниковых транзисторах в самом общем случае справедливоа равенство Решива равнени я (10.3)а относительно Это равнение описывает выходные характеристики траннзистора. Уравнени я (10.3), решенные относительно В реальном транзисторе кроме тепловых токов через переходы протекают токи генерации - рекомбинации, канальнные токи и токи течки. Поэтому Если
p-n-переход смещен в обратном направлении, то вместо теплового тока можно подставл я ть значение обратного тока, т. е. считать, что где Различают три основных режима работы бипол я рного транзистора: активный, отсечки,
насыщени я . В активном режиме один из переходов бипол я рного траннзистора смещен в пр я мом направлении приложенным к нему внешним напр я жением,
а другой - в обратном направлении. Соответственно в нормальном активном режиме в пр я мом направлении смещен эмиттерный переход, и в (10.3), (10.8) напр я жение
Дл я активного режима, когда Учитыва я , что обычно Таким образом, в идеализированном транзисторе ток коллектора и напр я жение эмиттер-база при определенном значении тока Вли я ние напр я жени я который показывает, во сколько раз следует измен я ть напр я женние В режиме глубокой отсечки оба перехода транзистора смещены в обратном направлении с помощью внешних напр я жений.
Значени я их модулей должны превышать
Учитыва я , что напр я жени я Подставив в
(10.13) значение что где Из
(10.15) видно, что в режиме глубокой отсечки ток коллектора имеет минимальное значение, равное току единичнного . Поэтому во многих случа я х егоа считаюта равныма нулю:
Ток базы в режиме глубокой отсечки приблизительно равен току коллектора: Режим глубокой отсечки характеризует запертое состо я ние транзистора,
в котором его сопротивление максимально, токи электродов минимальны. Он широко используетс я в импульснных стройствах, где бипол я рный транзистор выполн я ет фуннкции электронного ключа. При режиме насыщени я оба я жений смещены в пр я мом направлении. При этом падение напр я жени я на транзисторе ( Тогда коллекторный переход оказываетс я
открытым, паденние напр я жени я на транзистореЧминимальным и не завис я нщим от тока эмиттера. Его значение дл я нормального включени я а при малома токе Дл я а инверсного включени я В режиме насыщени я равнение (10.12)
тер я ет свою справеднливость. Из сказанного я сно, что, дл я того чтобы транзистор из активного режима перешел в режим насыщени я , необходимо увеличить ток эмиттера (при нормальном включении) так, чтобы начало выполн я тьс я
условие 11. Измерение параметров бипол я рного транзистора. Дл я проверки параметров транзисторов на соответствие тренбовани я м технических словий, также дл я
получени я данных, необходимых дл я расчета схем, используютс я
стандартные изменрители параметров транзисторов, выпускаемые промышленностью. С помощью простейшего испытател я
транзисторов измер я ютс я коэффициент силени я
по току Более сложные измерители параметров позвол я ют,
быстро определив значени я Параметры транзисторов можно определить также по имеюнщимс я в справочниках пли сн я тым в лабораторных слови я х ханрактеристикам. При определении параметров обычно измер я ют обратные токи коллектора Необходимо измерить также напр я жени я Напр я жение Среди параметров, характеризующих частотные свойства траннзисторов,
наиболее просто измерить величину При измерении барьерной емкости коллекторного перехода Ск обычно используют метод сравнени я с эталонной емкостью в конлебательном контуре и Q<-метр. Емкость измер я етс я при заданном обратном напр я жении на переходе. Важным я вл я етс я
измерение в качестве параметра посто я ой времени Тепловое сопротивление Параметр большого сигнала В измер я етс я на посто я нном токе (отношение При измерении h<-параметров наибольшие трудности возникают при определении коэффициента обратной св я зи по напр я жению,
12. Основные параметры бипол я рного транзистора. Электрические параметры. Напр я жение насыщени я коллектор-эмиттер при Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером при при Т=298 К
------------а 30 - 90 при Т=358 К
------------а 30 - 180 при Т=228 К
------------- 15 - 90 Модуль коэффициента передачи тока при Емкость коллекторного перехода при Емкость эмиттерного перехода при Обратный ток коллектора при
при Т=228 К и Т =298 Ка
<------- 1 мкА при Т=358 К
--------------------- 10 мкА Обратный ток коллектор - эмиттер при
100 мкА Предельные эксплутационные данные. Посто я нное напр я жение коллектор - эмиттер при Посто я нное напр я жение база - эмиттер при
------------------------------------- 4 В Посто я нный ток коллектора:
при Т=298 К ----------------- 10
мА
при Т=358 К ----------------- 5 мА Импульсный ток коллектора при
Посто я нна я рассеиваема я
мощность коллектора:
при Т=228 - 298 К
----------------- 1 мВт при Т=358 К ------------------------ 5 мВт Импульсна я рассеиваема я
мощность коллектора Температура окружающей среды
------------------------------------От 228
до 358 К Максимально допустима я посто я нна я рассеиваема я
мощность коллектора в мВт при Т=298 - 358 К определ я етс я по формуле: Графики: Рис 12-1 Входные
характеристики Рис 12-3 Зависимость статического коэффициента передачи тока от напр я жени я коллектор-эмиттер Рис 12-2 Зависимость обратного тока коллектора от температуры Рис 12-4
Зависимость статического коэффициента передачи тока от тока эмиттера 13. Применение бипол я рных транзисторов в электронных схемах. Данный радиомикрофон предназнанчен дл я
озвучивани я меропри я тий, и т. д. стройство работает в КВ диапазоне на частоте 87,9 Гц, специально отвенденной дл я
радиомикрофонов, и его сигналы принимают на обычный радионвещательный приемник с диапазоном КВ-2. Дальность действи я
радиоминкрофона в пределах пр я мой видимоснти - более 200 м. Схема и принцип действи я . Схема радиомикрофона приведена на рис. 13-1. Передатчик собран на транзисторе VT4 по однокаскадной схеме. Такое решение дл я
миниатюрного стройства, каким я вл я етс я
радиомикрофон, оправдано, так как использование в передатчике отдельнно задающего генератора и выходного каскада приводит к снижению его экононмичности и возрастанию габаритов. Как известно, частот LC-генератора, работающего в области 100 Гц, сунщественно зависит от напр я жени я питани я .
Перендатчик содержит два контура - контур L1C9C10C12C13VD2, Задающий частоту генератора, и выходной контур L3C15C16, св я занный с антенной. Это повышает стабильность генерируемой частоты. Задающий контур подключен к траннзистору VT4 по схеме Клаппа. Вли я ние изнменени я параметров транзистора
VT4 при изменении питающего напр я жени я на задающий контур введено к минимунму выбором малого коэффициента вклюнчени я
транзистора в контур (определ я етнс я емкостью конденсаторов СЮ, С12, С13).
Дл я повышени я
температурной стабильности частоты применены коннденсаторы С9, СЮ, С12, С13 с малым ТКЕ, коэффициент включени я в задаюнщий контур варикапа VD2 невелик из-за малой емкости конденсатора С9. Выходной П-коктур позвол я ет соглансовать антенну с выходом транзистора VT4
и лучшает фильтрацию высших гармоник. Выходной контур нанстроен на частоту второй гармоники зандающего контура. Это меньшает вли я нние выходного контура на задающий контур через емкость перехода коллекнторЧбаза транзистора VT4, благодар я чему улучшаетс я стабильность частоты передатчика. За счет всех этих мер ход частоты передатчика при изменении питающего напр я жени я от 5 до 10 В ненвелик и подстройки приемника в пронцессе работы не требуетс я . Звуковой сигнал с электретного микнрофона ВМ1 поступает на вход микронфонного силител я , собранного на опенрационном силителе (ОУ) DA2.
Питание микрофон получает через резистор R1 и разв я зывающую цепь R5C2. Дл я снинжени я потребл я емой мощности на меснте DA2 использован микромощный ОУ К14УД12. Резистор R10 задает потребнл я емый ток ОУ около 0,2 мА.
Большой мощности от микрофонного силител я
не требуетс я , потому что он нагружен на варикап, мощность правлени я
варинкапом, представл я ющим собой обратносмещенный диод, крайне мала R7 и сопротивление частнка стокЧисток полевого транзистора VT1 образуют цепь отрицательной обнратной св я зи, определ я ющей коэффинциент силени я микрофонного усилитенл я . Канал полевого транзистора VT1 служит регулируемым сопротивлением в системе АРУ. При напр я жении зантворЧисток, близком к нулевому, сонпротивление канала - около 1 кОм и конэффициент силени я
микрофонного силител я близок к 100.
При возрастаннии напр я жени я до 0,5... 1 В сопротивнление канала повышаетс я до 100 кОм коэффициент силени я микрофонного силител я
уменьшаетс я до 1. Это обеснпечивает почти неизменный ровень сигнала на выходе микрофонного синлител я при изменении ровн я
сигнала на его входе в широких пределах. Конденсатор С4 создает спад АЧХ микрофонного силител я
в области высоких частот дл я
уменьшени я глубины модул я ции на этих частотах и предотнвращени я расширени я
спектра сигнала передатчика. Конденсатор СЗ блокирунет цепь обратной св я зи силител я
DA2 по посто я нному току. Через резистор R4 на неинвертирующий вход ОУ DA2 понступает напр я жение смещени я ,
необхондимое при однопол я рном питании. Транзистор
VT3 выполн я ет функцию детектора системы АРУ и правл я ет поленвым транзистором VT1. Порог срабатыванни я
системы АРУ станавливаетс я подстнроенным резистором R12. Когда сигнал с выхода микрофонного силител я и отпинрающее напр я жение смещени я с части резистора R12 в сумме сравн я ютс я с нанпр я жением открывани я перехода эмитнтерЧбаза транзистора VT3, последний отнкрываетс я ,
подава я напр я жение на затвор полевого транзистора VT1. Сопротивленние канала полевого транзистора
VT1 венличиваетс я , и коэффициент усилени я минкрофонного силител я меньшаетс я . Благодар я АРУ амплитуда сигнала на выходе силител я поддерживаетс я
практически на посто я нном ровне.
Этот ровень можно регулировать, мен я я рензистором R12 напр я жение смещени я транзистора VT3. Цепь R9C5 задает понсто я нную времени срабатывани я , цепь R8C5 - посто я нную времени восстанновлени я системы АРУ.
Дл я компенсанции температурных изменений напр я нжени я открывани я
перехода эмиттер -база транзистора VT3 напр я жение на рензистор R12 подано с диода VD1, Транзистор
VT3, цепь формировани я порога срабатывани я АРУ R11R12VD1 и резистор R4, через который поступает смещение на неинвертирующий вход ОУ,
получают питание от стабилизатора нанпр я жени я DA1. Это же напр я жение поданно через резистор R14 в качестве наприжени я
смещени я на варикап VD2. Так как емкость варикапа существенно зависит от приложенного к нему напр я жени я сменщени я ,
то к его стабильности предъ я вл я ютс я
жесткие требовани я . Поэтому станбилизатором
DA1 служит микросхема КР14ЕН19, представл я юща я собой станбилизатор напр я жени я параллельного тинпа. Выбором резисторов R2 и R3
заданют напр я жение стабилизации около 3,5 В на выводе 3 микросхемы DA1. Балнластным сопротивлением служит генерантор тока на полевом транзисторе VT2. что повышает экономичность стабилизатора. Рис 13-1а
Электрическа я принципиальна я схема радио микрофона. 14. Литература 1. И.П. Жеребцов Основы Электроники, Ленинград Энергатомиздат 1985 г. 2. В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев Электроника, Москва Высша я школа
1991 г. 3. В.В. Пасынков, Л.К.
Чирикин Полупроводниковые приборы, Москв Высша я
школа 1987 г. 4. В.А. Батушев Электронные приборы, Москва Высша я школа 1980
г. 5. Морозова И.Г. Физика электронных приборов, Москва Атомиздат 1980 г. 6. Полупроводниковые приборы.
Транзисторы. Справочник/ под ред. Н.Н. Горюнова, Москва Энергатомиздат 1985
г. 7. Журнал Радио Web-литература 1. .referat.ru 3. .radio.ru
(4.1)
аи, следовательно, 
я ет на ток коллектора: чем больше это напр я жение,
тем больше токи эмиттера и коллектора. При этом изменени я
тока коллектора лишь незначительно меньше изменений тока эмиттера. Таким образом, напр я жение я нжение,
управл я ет током коллектора. силение электрических колебаний с понмощью транзистора основано именно на этом я влении. 
апонижаетс я потенциальный барьер, в эмиттерном переходе и соответственно возрастает ток через этот переход ток эмиттера 
я
из эмиттера в базу и благодар я
диффузии проникают сквозь базу в коллекторный переход, величива я ток коллектора. Так как коллекторный переход работает при обратном напр я жении, то в этом переходе возникают объемные зар я ды,
показанные на рисунке кружками со знаками л+ и л-. Между ними возникает электрическое поле. Оно способствует продвижению (экстракции) через коллекторный переход электронов, пришедших сюда от эмиттера, т. е. вт я гивает электроны область коллекторного перехода.
я
меньше тока эмиттера, то в соответствии с первым законом Кирхгофа всегда существует следующее соотношение между токами:
(4.2)
асоставл я ет проценты тока эмиттера, т. е. 
аи, следовательно, ток коллектора лишь незначительно меньше тока эмиттера. т. е. можно считать 
я того,
чтобы ток абыл как можно меньше,
базу делают очень тонкой и меньшают в ней концентрацию примесей, котора я определ я ет концентрацию дырок. Тогда меньшее число элекнтронов будет рекомбинировать в базе с дырками.
.
(4.3)<=10мА, 
а<= 9,5 мА, <= 0,5 мА. Если ток эмиттера величитс я ,
например, на 20% и станет равным 10 + 2 =
12 мА. то остальные токи возрастут также на 20%: а<= 0,5 + 0.1 = 0,6 мА и 
<= 9,5 + 1,9 = 11,4 мА, так как всегда должно быть выполнено равенство (4.2),
т.е. 12 мА=11,4 мА + 0,6 мА. А дл я приращени я
токов справедливо равенство (4.3),
т. е. 2 мА = 1,9 мА + 0,1 мА.
, тем ниже этот барьер.
Коллекторный переход имеет значительную разность понтенциалов, скор я ющую электроны. В механической модели шарики,
аналогичнные электронам, за счет своих собственных скоростей поднимаютс я на барьер, аналогичный эмиттерному переходу,
проход я т через область базы, затем усконренно скатываютс я с горки,
аналогичной коллекторному переходу.
я рном направлению эмиттер - коллекнтор. Так как база очень тонка я , то в направлении от эмиттера к коллектору, т. е. дл я
тока я во внимание. А в направлении к выводу базы сопротивление базы 
а(его называют попенречным)
достигает сотен Ом, так как в этом направлении база аналогична очень тонкому проводнику. Напр я жение на эмиттерном переходе всегда меньше, чем напр я жение
я жени я
тер я етс я
на сопротивлении базы. С четом сопротивлени я
аможно изобразить эквивалентную схему транзистора дл я
посто я нного тока так, как это сделано на рис. 4-3. На этой схеме 
я т сопротивление эмиттерного перехода и эмиттерной области. Значение ау маломощных транзисторов достигает дес я тков Ом.
Это вытекает из того, что напр я жение на эмиттерном переходе не превышает дес я тых долей вольта, ток эмиттера в таких транзисторах составл я ет единицы миллиампер. У более мощных транзисторов 
больше и асоответственно меньше.
Принближенно аопредел я етс я
формулой (в Омах)
(4.4)
я в миллиамперах.апредставл я ет собой практически сопротивление коллекторного перехода и составл я ет единицы и дес я тки килоОм. В него вхондит также сопротивление коллекторной области, но оно сравнительно мало и им можно пренебречь.
атак как часть инжектированных из эмиттера в базу носителей рекомбинирует. Поэтому
(4.5)
я вл я ющийс я
основным параметром транзистора: он может иметь значени я
от 0,950 до 0,998.ак 1. Через коллекторный переход, всегда проходит еще очень небольшой (не более единиц микроампер) неуправл я емый обратный ток 
а(рис. 4-4), называемый начальным током коллектора. Он неуправл я ем потому, что не проходит через эмиттерный переход. Таким образом, полный коллекторный ток
(4.6)
ато это делают при оборванном проводе эмиттера. Действительно, из формулы (4.6) следует, что при 
а ток базы 
а 
а суммой 
относительно 
а.Тогда получим
а и 
(4.7)
я вл я етс я а коэффициентома передачи ток базы и составл я ета дес я тки единиц. Например, если 
а<= 0,95, то
а<= 0,99, т. е.
увеличилс я на 0,04, то
аувеличиваетс я в 5 с лишним раз!апривод я т к большим изменнени я м
атак же, как и я к важным параметрам транзистора. Если известен ато можно всегда определить апо формуле
а (4.8)
аназывают начальным сквозным током, так как он протекает сквозь весь транзистор (через три его области и через оба 
я ет дес я тки или сотни микроампер и значительно превосходит начальный ток коллектора 
я , что 
нетрудно найти 
(4.9)аобъ я сн я етс я тем, что некотора я
небольша я часть напр я жени я 
априложена к эмиттерному переходу в качестве пр я мого напр я нжени я .
Вследствие этого возрастает ток эмиттера, он в данном случае и я вл я етс я сквозным током.арезко возрастает и происходит электрический пробой. Следует отметить, что если я быстрое,
лавинообразное величение тока, привод я щее к перегреву и выходу транзистора из стро я
(если в цепи коллектора нет резистора, ограничивающего возрастание тока). В этом случае происходит следующий процесс: часть напр я жени я я на эмиттерном переходе, величивает ток 
я жение на нем меньшаютс я и за счет этого возрастает напр я жение на эмиттерном переходе, что приводит к еще большему величению тока, и т. д. Чтобы этого не произошло, при эксплуатации транзисторов запрещаетс я разрынвать цепь базы, если не выключено питание цепи коллектора. Надо также снанчала включить питание цепи базы, потом цепи коллектора, но не наоборот. я зательно включают ограничительный резистор и производ я т измерение при разрыве провода базы.
апри 
аопредел я ютс я
завинсимостью (5.1):
(5.1)
я жени я .
На рис. 5-1, понказаны реальные входные характеристики германиевого транзистора. Они соответствуют теоретической зависимости (5.1), подтверждаетс я и вывод о слабом вли я нии коллекторного напр я жени я на ток эмиттера.
(5.2)
(5.3)
отличаетс я от
аток экстракции I11а наличием еще двуха составл я ющих:а термотока 
аи ток поверхностнойа проводимости 
(5.4)
(5.5)
IЭ=const опрендел я ютс я
зависимостью (5.6):
(5.6)
я ет собой характеристику электронно-дырочного перехода: в цепи коллектора протекает небольшой собственный обратный ток IКо или с учетом равенства (5.7) ток IБо. При Uэб=0 собственный обратный ток коллектора
(5.7)
IТэ
обусловленный инжекцией дырок из эмиттера. Поскольку этот ток вызываетс я градиентом концентрации дырок в базе, дл я его поддержани я
коллекторного напр я жени я не требуетс я .
я жени я ток его несколько возрастает за счет по я влени я
собственного тока коллекторного перенхода IКБ0 и некоторого величени я коэффициента переноса v, вызваого уменьшением толщины базы.
Iэ, то результирующий ток в цепи коллектора с ростом пр я мого напр я жени я
до величины UK0 быстро уменьшаетс я до нул я , затем при дальнейншем Рис 5-3 повышении пр я мого напр я жени я коллектора приобретает обратное направление и начинает быстро возрастать.
я
пропорционально вверх на величину 
ат. д.
я коэффициент инжекции и растут потерн на объемную рекомбинацию, поэтому коэффициент передачи тока ананчинает меньшатьс я .аот тока эмитнтера в маломощных транзисторах незначительна, в чем можно бедитьнс я , обратив внимание на масштаб по вертикальной осиа рис. 5-3.
абыстнро надает с ростом тока эмиттера. Дл я ослаблени я казанного я влени я 
апримен я ют электроды, имеющие высокое отношение длины периметра к площади: кольцевые и гребенчатые.
аизмер я емое относительно эмиттерного электрода.
Дл я того чтобы эмиттерный переход был открыт, напр я жение базы должно быть отрицательным
(рассматриваетс я транзистор тип р-n<-р).
Выходным напр я жением в схеме с обнщим эмиттером я вл я етс я напр я жение коллектор 
измер я емое относительно эмиттерного электрода. Дл я того чтобы коллекторный переход был закрыт, напр я жение коллектонра должно быть большим по величине, чем пр я мое напр я жение базы.
апри а
(5.8)
(5.9)
(5.10)
(5.11)
аи 
окончательно получим
(5.12)
ток базы
(5.13)
то ток базы идеального транзистора
(5.14)
(5.15)
а я вл я етс я в основном собственным током коллекторного перехода 
Поэтому при меньшении обратного напр я жени я базы до нул я
ток базы сохранн я ет свою величину: 
.
.
Ток базы в этом режиме в соответствии с выражением 
;
при величении пр я мого напр я жени я он уменьшаетс я вначале до нул я , затем измен я ет направление и возранстает почти экспоненциально согласно соотношению (5.12).
потому что пр я мой ток базы в данном случае проходит через два панраллельно включенных переходЧ коллекторный и эмиттерный. В целом уравнение (5.12) достаточно точно описывает входные харакнтеристики транзистора в схеме с общим эмиттером, но дл я
кремниевых транзисторов лучшее совпадение получаетс я ,
если 
авместо и брать 
,
или 
(5.16)
(5.17)аблизок к единице, значение 
аобычно лежит в пределах от 10 до 1 и более.аначинает падать за счет снижени я коэффициента инжекции, меньшени я
эффективной площади эмиттера и величени я
рекомбинационных потерь в объеме базы.апри изменении тока эмиттера может измен я тьс я в несколько раз, поскольку в выражении (5.17) в знаменателе стоит разность близкиха величин 
ав выражение
(5.16), получим основное равнение, определ я ющее св я зь между токами коллектора и базы в схеме с общим эмиттером:
(5.18)
(5.19)
апри а
аопредел я ютс я соотношением (5.18) аи изображены на рис. 5-7. Минимально возможна я
величин коллекторного ток получаетс я
в том случае, когда закрыты оба перехода - и коллектора базы в этом случае согласно выражению (5.14)
(5.20)
ток эмиттера закрытого транзистора.
(5.21)
а характеристика на рис.4,19 не видна, она совпадает с осью напр я жений.
аравна обратному току коллекторного перехода . коллекторный ток в соответствии с выражением (5.18)
(5.22).
авыходна я характеристика транзистора смещаетс я вверх на величину 
. Соответственно выше идут характеристики при больших токах базы 
,
аи т. д. Ввиду зависимости коэффициента пенредачи тока базы от тока эмиттера рассто я ние по вертикали между характеристиками не остаетс я
посто я нным:
вначале оно возрастает, затем меньшаетс я .
аимеют резкий спад.
Транзистор перехондит в режим насыщени я ,
при котором неосновные носители зар я да инжектируютс я в базу не только эмиттерным, но и коллекторным переходом
Эффективность правлени я
коллекнторным током при этом существенно снижаетс я ,
коэффициент переданчи тока 
абазы арезко меньшаетс я .
ана коллекторе существует обратное напр я нжение 
апор я дка нескольких дес я тых вольта. Величину этого нанпр я жени я нетрудно найти из соотношени я
(5.19), обозначив 
апри :
(5.23)
напр я жение коллектора в схеме ОБ, при котором 
, 
напр я жение, действующее в этот момент на базе.
: оно должно иметь такую величину, чтобы создаваемый им ток инжекции коллекторного перехода 
полностью компеннсировал поступающий з коллекторный переход ток инжекции эмиттерного перехода 
апоскольку, по словию, результирующий коллекторный ток 
.
Рис. 6-1. Эквивалентные Т-образные схемы транзистора с генератором ЭДС (а) и тока (б).апринимают некоторые сопротивлени я в соответствии с эквивалентной схемой транзистора дл я
переменного тока (рис. 6-1). Эта схема, называема я
Т-образной, отображает электрическую структуру транзистора и учитынвает его усилительные свойства. Как в этой, так и в других эквивалентных схемах следует подразумевать, что на вход включаетс я
источник силиваемых колебаний, создающий входное напр я жение с амплитудой 
RH. Здесь и в дальнейшем дл я
переменных токов и напр я жений будут,
как правило, казаны их амплитуды. Во многих случа я х они могут быть заменнены действующими, иногда и мгновенными значени я ми.
аи 
я
эмиттера, коллектора и базы дл я
переменного тока. Сонпротивление я ет собой сопротивление эмиттерного перехода, к котонрому добавл я етс я
сопротивление эмиттерной области. Подобно этому а я вл я нетс я
суммой сопротивлений коллекторного перехода и коллекторной области, но последнее очень мало по сравнению с сопротивлением перехода. А сопротивление аесть поперечное сопротивление базы.
я на внутреннее сопротивление. В данном случае ток короткого замыкани я равен 
апри 
я
первичных параметров примерно следующие. Сопротивление 
я ет дес я тки Ом, 
я м в качестве четвертого собственного параметра добавл я ют еще
я
эквивалентна я схема транзистора пригодна только дл я низких частот.
На высоких частотах необходимо учитывать еще емкости эмиттерного и коллекторного переходов, что приводит к сложнению схемы.
аили, приближенно 
аи 
я
коллекторного перехода в схеме ОЭ объ я сн я етс я
тем, что в этой схеме некотора я
часть напр я жени я 
априложена к эмиттерному переходу и силивает в нем инжекцию. Вследнствие этого значительное число инжектированных носителей приходит к коллекнторному, переходу и его сопротивление снижаетс я .
ана сумму 
апредставл я ет собой ЭДС, втонрое слагаемое есть падение напр я жени я от тока 
ана сопротивлении 
я вл я етс я
сопротивлением коллекторного перехода. А ток конроткого замыкани я , создаваемый эквивалентным генератором тока, равен отнношению ЭДС к внутреннему сопротивлению, т. е.
при 
а я вл я етс я
результатом изменени я только входного напр я жени я 
я жение, то оно за счет обратной св я зи, существующей в транзисторе, вли я ло бы на входной ток. В результате входное сопротивление получалось бы различным в зависимости от переменного напр я жени я на выходе, которое, в свою очередь, зависит от сопротивлени я
нагрузки RH. Но параметр 
адолжен характеризовать сам транзистор (независимо от RH), и поэтому он определ я етс я при 
при 
(7.2)
ав данном случае подчеркивает, что во входной цепи нет переменного тока, т. е. эта цепь разомкнута дл я переменного тока, и,
следонвательно, изменение напр я жени я на входе я
только выходного напр я жени я 
при 
азависело только от изменени я входного тока 
я
параметр 
абудет действительно характеризовать силение тока самим транзистором. Если бы выходное напр я жение мен я лось,
то оно вли я ло бы на выходной ток и по изменению этого тока же нельз я
было бы правильно оценить силение.
при (7.4) 
адолжен измен я тьс я
только под вли я нием изменени я выходного напр я жени я и2. Если при этом ток 
я нным,
то его изменнени я вызовут изменени я тока аи значение 
я ние на эквивалентной схеме с генератором тока, показанной дл я
схемы ОБ на рис. 8-1. 
аочень большое, 
атакже очень велико
(обычно 
аидет в нагрузочный резистор, т. е. 
я сравнительно малым и в нее ответвл я етс я заметна я
часть тока, создаваемого генератором, ток через 
асоответствео уменьшаетс я . Следовательно,
уменьшаютс я 
я жение и выходна я мощность.
я к нулю,
т. е. асоздает короткое замыкание дл я генератора и весь его ток апойдет через 
аи поэтому ее вредное вли я ние может про я вл я тьс я только на очень высоких частотах, на которых значение 
я одного пор я дка с я
переменное напр я жение на эмиттерном переходе, ведь именно оно правл я ет током коллектора. Соответственно меньшанетс я
эффект от силени я . Если частота стремитс я к бесконечности, то сонпротивление
астремитс я к нулю и напр я жение на эмиттерном переходе также снизитс я
до нул я . Практически на менее высоких частотах емкость я
шунтирована очень большим сопротивлением коллекторного перехода я ет,
что работ транзистора на более высоких частотах, на которых могла бы вли я ть емкость Сэ
становитс я нецелесообнразной.
Поэтому вли я ние емкости Сэ в большинстве случаев можно не рассматривать.
аи 
отставание по фазе переменного тока коллектора от переменного тока эмиттера.
Оно вызвано инерционностью процесса перемещени я
носителей через базу от эмиттерного перехода к коллекторном), также инерционностью процессов накопнлени я и рассасывани я зар я да в базе. Носители, например электроны в транзинсторе типа n<-p<-n. совершают в базе диффузионное движение, и поэтому скорость их не очень велика. Врем я
пробега носителей через базу 
ав обычных транзисторах
10-7с, т. е. 0,1 мкс и менее. Конечно, это врем я очень нен большое, но на частотах в единицы, дес я тки мегагерц и выше оно соизмеримо с периодом колебаний и вызывает заметный фазовый сдвиг между токами коллектора и эмиттера. З счет сдвиг на высокиха частотаха возрастает переменный ток базы, от этого снижаетс я коэффициент силени я по току .
аи апри повышении частоты.
асоставл я ет ничтожную долю периода колебаний. На низких частотах аимеет свое наибольшее значение 
. При более высокой частоте, например 1 Гц, запаздывание тока 
ана врем я аотносительно тока 
авызывает заметный фазовый сдвиг 
амежду этими токами. Теперь ток базы 
аравен не алгебраической, геометрической разности токов аи аи вследствие этого он значительно величилс я . Поэтому, даже если ток аеще не меньшилс я за счет вли я ни я емкости Ск,
то коэффициент авсе же станет заметно меньше На еще более высокой частоте, например 10 Гц, фазовый сдвиг возрастет, ток аеще больше величитс я , коэффициент ауменьшитс я .ауменьшаетс я
значительно сильнее, нежели Коэффициент снижаетс я
от вли я ни я
емкости Ск на значение авли я ет еще и фазовый сдвиг между аи аза счет времени пробега носителей через базу. Отсюда я сно,
что схема ОЭ по сравнению со схемой Ба обладает значительно худшими частотнымиа свойствами.аи ана 30%а по сравнению с их значени я ми
аи ана низких частотах. Те частоты, на которых происходит такое снижение силени я , т. е. на которых 
аи 
я дл я
схем ОБ и ОЭ. Эти частоты обозначают соответственно 
аи 
ауменьшаетс я гораздо сильнее, нежели значительно ниже 
аи ас повышением частоты, отложенной на графике в логарифмическом масштабе. Дл я добства по вертикальной оси отложены не сами аи , относительные величины 
аи 
аи 
атранзистор характеризуетс я
еще максимальной частотой генерации 
, при которой коэффициент усилени я по мощности аснижаетс я до 1. Очевидно, что при 
, когда 
, возможно применение данного транзистора в генераторе с самовозбуждением Но если 
, то генерации колебаний уже не будет.
я
соответствует 
аи , Вследствие вли я ни я
емкостей переходов и времени пробега носителей через базу, также процессов накоплени я и рассасывани я зар я да в базе собственные параметры транзистора на высоких частотах изнмен я ютс я и уже не я вл я ютс я чисто активными сопротивлени я ми.
Измен я ютс я
также и все другие параметры.аи , достигаетс я меньшением емкости коллекторного перехода Ск и времени пробега носителей через базу . К сожалению, снинжение емкости путем меньшени я площади коллекторного перехода приводит к меньшению предельного тока. т. е. к снижению предельной мощности.астараютс я сделать базу очень тонкойа и величить скорость носителей ва ней. Ноа при более тонкой базе приходитс я а снижать напр я жение 
, чтобы при величении толщины коллекторного переход не произошел прокол базы. Электроны при диффузии обладают большей подвижностью, нежели дырки. Поэтому транзисторы тип
я нагрузки. До поступлени я
на вход транзистора импульса входного тока или входного напр я жени я
траннзистор находитс я в запертом состо я нии (в режиме отсечки), что соответствует точке 
В цели коллектора проходит малый ток (в данном случае сквозной ток 
аи, следовантельно, эту цепь приближенно можно считать ранзомкнутой. Напр я жение источника 
апочти все полностью приложено к транзистору. 
а то транзистор переходит в режим насыщени я и работает в точке 
. Получаетс я
импульс тока коллектора 
, очень близкий по значению к 
. Его иногда называют током насыщени я . В этом режиме транзистор выполн я ет роль замкнутого ключа и почти все напр я жение источника ападает на 
я
лишь очень небольшое остаточное напр я жение в дес я тые доли вольта, называемое напр я жением насыщени я а 
ав точке ане изменило свой знак, но на самом колнлекторном переходе оно стало пр я мым, и поэтому точка адействительно соответствует режиму насыщени я .
Покажем это на следующем примере. Пусть имеетс я
транзистор n<-p<-n и 
я жение на базе 
я жение 
я мое напр я жение 0,4 В., то импульс тока коллектора также меньшитс я . Но зато величение импульса тока базы сверх апрактически же не дает возрастани я импульса выходного тока. Таким образом, максимальное возможное значение импульса тока коллектора
(9.1) и аимпульсный режим характеризуетс я также коэффициентом усилени я по току В, который в отличие от 
аопредел я етс я
не череза приращени я а токов,
кака аотношение токов, соответствующих точке 
(9.2)а я вл я етс я
параметром, характеризующим силение малых сигналов, В относитс я к силению больших сигналов, в частности имнпульсов, и по значению несколько отличаетс я от 
(9.3)
у транзисторова дл я а импульснойа работы обычно составл я ет единицы, иногда дес я тки Ом.
во много раз больше времени переходных процессов накоплени я и рассасывани я
занр я дов в базе транзистора, то импульс выходного тока имеет почти такую же длительность и форму, как и входной импульс. Но при коротких импульсах, т. е. если асоставл я ет единицы микросекунд и меньше, может наблюдатьс я значительное искажение формы импульса выходного тока и величение его длительнности.
(врем я а задержки), что объ я сн я етс я а конечныма временем пробега носителей через базу. Этот ток нарастает постепенно в течение времени 
а(длительности фронта),
составл я ющего заметную часть я зано с накоплением носителей в базе. Кроме того, носители, инжектированные в базу в начале импульса входного тока, имеют разные скорости и не все сразу достигают коллектора. Врем я а я вл я нетс я
временем включени я 
я
входного импульса за счет рассасывани я
зар я да, накопившегос я в базе, ток 
апродолжаетс я некоторое врем я
а(врем я рассасывани я ),
а затем постепенно спадает в течение вренмени спада 
я а<+ аесть врем я выключени я
я по форме от пр я моугольного и раснт я нут во времени по сравнению с входным импульсом. Следовательно, занмедл я етс я процесс включени я
и выключени я коллекторной цепи, зат я гиваетс я
врем я , в течение которого эта цепь находитс я в замкнутом состо я нии. Иначе говор я ,
за счет инерционности процессов накоплени я
и рассасывани я зар я да в базе транзистор не может осуществл я ть достаточно быстрое включение и выключение, т. е.
не обеспечивает достаточное быстродействие ключевого режима.
.
Индекс N означает нормальное включение. Так как в общем случае возможно и инверсное включение транзистора,
при котором коллекторный 
асоответствует эмитнтерный ток 
, в эквивалентную схему введен второй генератор тока 
а<- коэффициент передачи коллекнторного тока.
аили а и собираемую
( или 
(10.1)
а 
(10.2)
<- тепловой ток эмиттерного 
включенных раздельно,
Иа тепловыми токами 
,аполучим из (10.1 и 10.2). Пусть 
. Тогда 
. При а
. Подставив эти выражени я в (10.1), дл я
тока коллектор получим 
имеема 
а(10.3)
(10.4)
(10.5)
получим
(10.6)
, дают выраженние,
характеризующее идеализированные входные характеристинки транзистора:
(10.7)
,, 
,
как правило, неизвестны. В технических слови я х на транзисторы обычно привод я т значени я обратных токов p-n-переходов 
. определенные как ток соответствующего перехода при неподключеннома выводе другого перехода.
и 
. В первом приближении это можно делать и при пр я мом смещении p-n-перехода. При этом дл я кремниевых транзисторов вместо 
аследует подставл я ть
, где коэффициент 
(10.8)
(10.9)
(10.10)
.имеет знак л+. Коллекторный переход смещен в обратном направлении, и напр я жение
ав (10.3) имеет знак л -. При инверсном включении в равнени я (10.3), (10.8)
следует подставл я ть противоположные пол я рности напр я жений , . При этом различи я между инверсным и активным режимами нос я т только количественный характер.аи аа(10.6) запишем в виде 
.
аи 
, равннение (10.7)а можно простить:
(10.11)
ане завис я т от напр я жени я ,
приложенного к коллекторному переходу. В действительности изменение напр я жени я амен я ет ширину базы из-за изменени я размеров коллекторного перехода и соответственно измен я ет градиент концентрации неосновных носителей зар я да.
Так, с величением 
аширина базы меньшаетс я ,
градиент концентрации дырок в базе и ток аувеличиваютс я .
Кроме этого, меньшаетс я веро я тность рекомбинации дырок и величиваетс я коэффициент 
. Дл я
учета этого эффекта, который наиболее сильно про я вл я етс я при работе в активном режиме, в выражение (10.11) добавл я ют дополнительное слагаемое
(10.12)
<-а дифференциальное сопротивление запертого коллекторного p-n-перехода.ана ток аоцениваетс я
с помощью коэффициент обратнойа св я зи поа напр я жению
,адл я
получени я такого же изменени я тока , какое дает изменение напр я жени я . Знак минус означает, что дл я обеспечени я
<= const приращени я напр я жений должны иметь противоположную пол я рность. Коэффициент 
адостаточно мал (
), поэтому при практических расчетах вли я нием коллекторного напр я жени я на эмиттерное часто пренебрегают.
. Если модули обратных напр я жений приложенных к переходам транзистора окажутс я меньше , то транзистор также будет находитьс я в области отсечки. Однако токи его электродов окажутс я а больше,
чем в области глубокойа отсечки. аи 
аимеют знак минус, и счита я ,
что 
аи 
, выражение (10.9)
запишема ва виде
(10.13)
, найденное из (10.8), и раскрыв значение коэффициента А, получим 
(10.14)
, 
, то выражени я (10.14) существенно прост я тс я а и примута вид
(10.15)
; 
.
(10.15)
) минимально и оцениваетс я дес я тками милливольт. Режим насыщени я
возникает тогда, когда ток коллектора транзистора ограничен параметрами внешнего источника энергии и при данной схеме включени я
не может превысить какое-то значение 
. В то же врем я параметры источника внешнего сигнала вз я ты такими, что ток эмиттера существенно больше макнсимального значени я а ток в коллекторнойа цепи: 
.
а(
) равно
(10.16)
(10.16)Причем значенние тока , при котором начинаетс я этот режим, зависит от тока , определ я емого параметрами внешней цепи, ва которую включена транзистор.
я
проводимость 
аи начальный ток коллектора 
атранзисторов в схемах ОБ и ОЭ, оценить, наход я тс я ли измеренные параметры в пределах допустимого разброса и пригодны ли испытанные транзисторы к применению по критерию надежности.
а(всегда) и эмиттера 
а(при необходимости) в специальных схемах дл я транзисторов Ч силителей, работаюнщих в выходных каскадах, и дл я
транзисторов - переключателей. При измерени я х малых токов используют высокочувствительные микроамперметры, которыеа нуждаютс я ва защите от перегрузок.
, 
.аизмер я ют при заданном токе 
аограничеом сопротивлением в коллекторе, по наблюдению на экране оснциллографа частка вольтамперной характеристики, соответстнвующего лавинному пробою. Можно также измер я ть величину авольтметром по падению напр я жени я
на ограничивающем сопротивлении. При этом фиксируетс я
показание прибора в монмента резкого возрастани я а тока.
Напр я жение аизмер я етс я а по изменению направлени я
тока базы. Напр я жение между эмиттером и коллектором фиксируетс я
в момент, когда ток базы 
а(при этом 
аопредел я ют аналогично напр я жению
аизмерение производитс я в схеме ОЭ в режиме насыщени я при заданном коэффициенте насыщени я . Желательно измерени я производить в импульсном режиме, чтобы рассеиваема я транзистором мощность была минимальной. Величинна аопредел я етс я
аналогично напр я жению ав схеме ОЭ.
я ее определенни я следует измерить на частоте 
, казываемые в качестве параметров, взаинмосв я заны и могут быть вычислены.
а(обычно в номинальном режиме транзистора). Переменное напр я жение достаточно большой частоты ( 5 Гц) подаетс я
в цепь коллектор - база и вольтметром измер я етс я нанпр я жение на входе между эмиттером и базой. Затем в измерительнную цепь вместо транзистора включаетс я эталонна я цепочка RC. Измен я я значени я
RC, добиваютс я тех же показаний вольтметра. Полученное RC будет равно посто я нной атранзистора.
аизмер я етс я с помощью термочувнствительных параметров (
я мощных траннзисторов чаще всего измер я ют величину 
дл я
маломощных - 
аили импульсным методом (отношение амплинтуд тока коллектора и базы). я ют параметры затем вынчисл я ют по формулам пересчета значение я малонсигнальных параметров производ я тс я на частотах не более 1 Гц.
а, 
ане более
---------------------------- 0,3 В
а 
ане более
-------------------------------а 3
ане более:
а, 
ане более
а<--------- 17 В
а<---------------------25 мА
а 50 мВт 
