БТ можно подключить к источникам питания тремя способами. В зависимости от того, какой из электродов явл. общим для входной и выходной цепей различают 3 схемы(способа) включения: с общей базой(ОБ), общим эмиттером(ОЭ) и общим коллектором(ОК).
В схеме ОБ общим электродом для вх. и вых. цепей явл. база БТ.(рис.4.3). На электрических схемах её изобр. так, как показано на рис.4.4. Соотношения для токов электродов в активном режиме работы определяется формулами(4.1)-(4.4).Пренебрегая током IКБО, можно считать, что IК=h21БIЭ.(4.5)
В схеме ОЭ общим электродом для входной и выходной цепей явл э.(рис.4.5). Для установления связи между выходным(коллекторным) и входным(базовым) токами воспользуемся (4.2),подставив в него вместо тока IЭ его значение из (4.4): IК=h21Б(IK+IБ)+IКБО, откуда следует IК=IБh21Б/(1-h21Б)+IКБО/(1-h21Б) (4.6)
Параметр h21Э=h21Б/(1-h21Б) наз. статическим коэффициентом передачи тока базы. При h21Б=0,95…0,99 значения h21Э лежат в пределах 19…99.Т.о. (4.6) можно представить в виде IK=h21ЭIБ+(1+h21Э)IКБО. (4.7)
Из (4.7) слелует, что неуправляемый обратный ток коллектора IКЭО=(1+h21Э)IКБО в схеме ОЭ в (1+h21Э) раз больше неуправляемого обратного тока коллектора в схеме ОБ.
В схеме ОК общим электродом явл. к.(рис.4.6). Входным током, как и в схеме ОЭ, явл. ток базы IБ, а выходным-ток э. IЭ. Для установления связи между токами IЭ и IБ воспользуемся (4.4), подставив вместо тока IK его значение из (4.7): IЭ=IK+IБ=h21ЭIБ+(1+h21Э)IКБО+IБ=(1+h21Э)IБ+(1+h21Э)IКБО (4.8)
Из сравнения (4.8) и (4.7) следует, что входной ток в схеме ОК отличается от выходного тока в схеме ОЭ на ток базы IБ.
Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4
Статические гибридные характеристики БТ, включенного по схеме ОЭ. Функциональные зависимости. Схема для их экспериментального снятия. График семейств входных и выходных характеристик.
Статическими характеристиками транзистора наз. графические зависимости между его токами и напряжениями. Существует 6 типов систем статических характеристик, из которых практическое использование получили 3 типа: Y,Z и H.Из-за более простой реализации схемы, применяемой для экспериментального снятия характеристик, наибольшее распространение получила Н-система, в которой в качестве независимых переменных (аргументов) приняты входной ток и выходное напряжение: UВХ=f(IВХ,UВЫХ), (4.9) IВЫХ=f(IВХ,UВЫХ). (4.10) В статическом режиме эти зависимости выражаются четырьмя семействами характеристик:
Входными Uвх=f(Iвх) при Uвых=const,
Выходными Iвых= f(Uвых) при Iвх=const,
Обратной связи Uвх= f(Uвых) при Iвх=const,
Прямой передачи Iвых= f(Iвх) при Uвых=const,
Наибольшее практическое применение получили входные и выходные характеристики, выд которых зависит от способа включения БТ.
Для снятия статических характеристик БТ оэ n-p-n-типа транзистор, измерительные приборы и регулируемые источники питания включаются по схеме, показанной на рис. 4.8 Вид полученных при этом входных Uбэ=f(Iб) при Uкэ=const и выходных Iк=f(Uкэ) при Iэ=const характеристик показан на рис 4.9. Характеристики имеют ярко выраженный нелинейный характер.
При Uкэ=0 (коллектор и эмиттер замкнуты) эмиттерный и коллекторный ЭДП оказываются выключенными в прямом направлении и входная характеристика представляет собой прямую ветвь ВАХ двух параллельно включенных ЭДП. При Uбэ=0 и Uкэ>0 эмиттерный ток равен нулю, вследствие чего IБрек=0. Так как IБ=IБрек-IКБО, то в цепи базы протекает ток -IКБО, имеющий противоположное направление по отношению к направлению тока базы в рабочем режиме транзистора. При Uбэ= U'бэ в эмиттерной цепи появляется ток Iэ, создающий рекомбинационную составляющую тока базы IБрек= IКБО. Поскольку при Uкэ>0 коллекторный переход закрыт, то при дальнейшем увеличении напряжения Uбэ входная характеристика представляет собой прямую ветвь одного эмиттерного ЭДП. Iк=h21БIБ+(1+h21Э)IКБО
На выходных характеристиках можно выделить три области: область насыщения (заштрихованная область левее линии ОА), область отсечки (заштрихованная область ниже линии ОВ) и область активного нормального режима (не заштрихованная область между линиями ОА и ОВ).
Статические характеристики используются для расчета нелинейных цепей, содержащих транзисторы.
Рис. 1
Рис. 2