Статические вах бпт
Статическая вольт-амперная характеристика БПТ – это зависимость между током и напряжением между парой электродов при постоянном значении токов и напряжений других электродов. Различают входные и выходные ВАХ. Чаще всего применяются входные ВАХ при постоянном значении Uвых и выходные ВАХ при постоянном значении Iвх.
Входные вах бпт с оэ
При UКЭ1=0 остается только один p-n переход. При увеличении UКЭобр до UКЭ2 увеличивается ширина коллекторного перехода (т.к. в базе меньше примесей), а следовательно увеличивается сопротивление базы, т.е. уменьшается ток базы IБ.
В базе происходит рекомбинация неосновных носителей, которые получаются благодаря инжекции ОНЗ из эмиттера в базу при увеличении Uпр на ЭП. Сопротивление базы увеличивается более резко, чем уменьшается IБЭ. В результате падение напряжения на базе увеличивается и при неизмененном значении UБЭ уменьшается напряжение, прикладываемое непосредственно к эмиттерному переходу .
Выходные вах
IК=f (UКЭ), IБ=const
Для конкретности будем рассматривать транзистор типа p-n-p . При IБ=0 эмиттерный переход равновесный и на ток коллектора влияния не оказывает. ВАХ при этом является ВАХ обратно смещенного коллекторного перехода: ток коллектора является током ННЗ, зависит от температуры и неуправляемый. Увеличим ток базы : IБ≠0. Для этого на ЭП надо подать прямое напряжение. Это приведет к понижению потенциального барьера, тормозящее поле в переходе уменьшится, а диффузия ОНЗ из эмиттера в базу увеличится. В базе ОНЗ, инжектированные из эмиттера, становятся ННЗ. Их концентрация наиболее высока возле ЭП. В базе появляется избыточный положительный заряд М, а в эмиттере такой же отрицательный заряд М свободных электронов. Под влиянием источника, обеспечивающего UБЭ, эти заряды выводятся из эмиттера и вводятся в базу. Под влиянием градиента разности концентраций М пар электронов и дырок диффундируют к КП. В базе происходит рекомбинация m пар электронов и дырок (m<<M, т.к. база очень тонкая). Для ННЗ базы (т.е. для дырок), которые получились за счет инжекции из эмиттера, поле КП – ускоряющее. Для компенсирующих (т.е. электронов) это поле тормозящее. В результате из базы выводится (M-m) ОНЗ, а в коллектор поступает (M-m) дырок. Благодаря полю источника питания, создающего разность потенциалов UКЭ, заряды перемещаются, образуя ток коллектора. Очевидно, что с увеличением тока базы увеличивается и ток коллектора.
При значениях |UКЭ| < |UБЭ| напряжение на КП прямое и ток коллектора изменяется резко – это нерабочий участок ВАХ.
Малосигнальные, дифференциальные h-параметры бпт
Это параметры, связывающие переменные составляющие тока и напряжения, т.е. параметры по переменному току.
В целом, БПТ – нелинейный элемент, однако если рассмотреть ВАХ БПТ, в окрестности некоторой точки, то ВАХ на бесконечно малом участке можно считать линией и зависимость между приращениями (Δ) I и U будет линейной.
Δ можно рассмотреть как переменные составляющие тока и напряжения, т.е. приращения относительно их значений в исходной рабочей точке (ИРТ). A – рабочая точка с координатами (Ik0,Uk0).
В этом случае БПТ – линейный четырехполюсник. БПТ обладает реактивностью, благодаря чему параметры зависят от частоты, и для анализа используется U∙sinI. Расчет ведется в комплексной форме.
В сравнительно большом диапазоне частот влияние реактивности БПТ практически нет, поэтому сопротивление носит активный характер. Точки (•) можно убрать.
-
входное сопротивление переменному току
при коротком замыкании на выходе по
переменному току;
-
коэффициент усиления (передачи) по
переменному току при коротком замыкании
на выходе по переменному току;
-
коэффициент внутренней обратной связи
при холостом ходе на входе по переменному
току.
Экспериментально: на выход подают U~, входную цепь по переменному току размыкают и измеряют Uвх.
-
выходная проводимость в режиме холостого
хода на входе по переменному току.
При выводе не оговаривалась схема включения БПТ. В зависимости от схемы включения h-параметры снабжаются индексами: hijЭ, hijБ, hijК.
Можно составить схему замещения БПТ в h-параметрах. Для любой схемы замещения структура будет одинаковой, но обозначения электродов, токов, напряжений и параметров hij будут соответствовать схеме включения.
Между h-параметрами для одного и того же БПТ, включенного в разных схемах, но при условии одинакового режима по постоянному току, существует взаимосвязь:
