хотя и очень небольшой, наклон, который в области, близкой к пробою, резко увеличивается. Расстояние между кривыми немного уменьшается при больших токах из-за уменьшения а. На рис. 4-11, а. проведена гипербола допустимой мощности, рассеиваемой в основном на коллекторном переходе. При нагреве транзистора кривые смещаются вверх, в область больших токов, из-за роста тока / 0-

Рис. 4-11. Статические характеристики транзистора при включении по схеме

с общей базой.

о - выходные; б - входные.

В активном режиме (1-й квадрант), усредняя нелинейное сопротивление г, можно характеризовать коллекторное семейство ОБ достаточно строгим соотношением

/к = а/э + /ко+-

(4-10)

Последний член его обычно несуществен, и в большинстве случаев пользуются упрощенным выражением (4-8). У кремниевых транзисторов (а также у германиевых при не высоких температурах) вполне допустимо пренебречь током / о, что сильно упрощает расчеты. .

Кривые эмиттерного семейства (рис. 4-11,6) образуют довольно плотный пучок , потому что влияние коллекторного напряжения на эмиттерное (внутренняя обратная связь - следствие эффекта Эрли) очень мало.

При нагреве транзистора кривые смещаются влево в область меньших напряжений. При одном и том же эмиттерном токе эмиттерные напряжения у кремниевых транзисторов на 0,4 В больше, чем у германиевых (см. рис. 2-21) и обычно составляют 0,7- .8 В. При достаточно большом токе входные вольт-амперные характеристики деформируются - вырождаются из-за падения напряжения в слое базы 1см. (2-64), (2-65) и рис. 2-32]. Однако при прочих равных условиях вырождение у транзисторов наступает при значительно больших токах, чем у диодов, так как по сопротивлению базы протекает ток /g, в десятки раз меньший тока /а.

Рассмотрим особенности выходных характеристик в области пробоя. Если любой из переходов транзистора использовать в качестве диода, то пробой при обратном напряжении будет иметь такой же характер, как в изолированном переходе (см. § 2-7). Например, при оборванном эмиттере коллекторный ток будет равен М/ко (где М - коэффициент ударной ионизации), а напряжением лавинного пробоя будет величина Lm, при которой М = оо. При любом конечном токе эмиттера соответствующий ток 4 тоже увеличивается в М раз, напряжение пробоя остается равным Ип-

Заметим, что чисто лавинный пробой имеет место только при достаточно быстром повышении коллекторного напряжения, когда температура перехода не успевает заметно измениться. В противном случае лавинный пробой может уступить место тепловому, при котором напряжение пробоя будет уменьшаться

-I>h

О-3

Рис. 4-12. Эквивалентные схемы транзистора для постоянных составляющих.

а - общая схема с учетом сопротивлений слоев; б - схема для нормального активного

режима.

С ростом эмиттерного и коллекторного токов. Такой вывод следует из выражения (2-60): чем больше ток тем выше температура коллекторного перехода, а значит, больше начальное значение теплового тока /ш.

Практическая ценность эквивалентной схемы на рис. 4-9 значительно повышается, если дополнить ее сопротивлениями слоев Гб, Гээ, (рис. 4-12, а). Такое дополнение особенно целесообразно тогда, когда один или оба тока /э и могут считаться заданными. Пусть, например, транзистор работает в активном режиме, т. е. заданы > О и U < 0. Ту часть напряжения f/e. которая приходится на коллекторный переход, будем считать достаточно большой: 1Ук1Фг. В этом случае согласно (4-26) имеем /а =: - /ко. Соответственно токи генераторов на рис. 4-12, а будут равны - ко и адг (/ - о)- Первым из них для простоты пренебрежем (это вполне допустимо, если 1 ко), а постоянную составляющую второго (- алга ко) объединим с током /ко. также протекающим через коллекторный диод. В результате, учитывая (4-Зэ), получим эквивалентную схему, показанную на рис. .4-12, б и соответствующую выражению (4-8). Такая схема полезна для расчета режима усилительных каскадов. Сопротивления слоев коллектора и эмиттера здесь опущены, так как в усилительной

технике онр несущественны. Однако включение этих сопротивлений в схему не приводит ни к каким затруднениям, поскольку через них протекают заданные токи и, значит, соответствующие напряжения легко рассчитать и добавить к напряжениям на переходах.

4-4. СТАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРА

Нелинейные эквивалентные схемы, показанные на рис. 4-12, используются при анализе вопросов, связанных с большим сигналом (см., например, гл. 15). При расчете малых переменных составляющих, характерных для усилительной техники, эти схемы целесообразно линеаризовать.

Возьмем за основу схему на рис. 4-12, б. Генератор постоянного тока /ко исключим, поскольку нас интересуют переменные составляющие,

Рис. 4-13. Эквивалентная схема транзистора для переменных составляющих.

И введем вместо него дифференциальное сопротивление коллекторного перехода Гк. Эмиттерный диод также заменим его дифференциальным сопротивлением Га. Обратную связь по напряжению (см. конец § 4-2) отразим генератором э. д. с. рэкк. включенным последовательно с сопротивлением Гд. Наконец, для учета частотных зависимостей включим параллельно сопротивлениям Гэ и Гк барьерные емкости, а коэффициент а будем считать операторной или комплексной величиной . Тогда линейная эквивалентная схема транзистора будет такой, как показано на рис. 4-13. Ее легко, дополнить паразитными емкостями, однако необходимость в этом возникает редко.

Схема на рис. 4-13 хорошо отражает структуру транзистора и содержит физически обоснованные параметры. Точка Б на схеме называется внутренней базовой точкой в отличие от внешнего зажима базы Б.

К числу основных параметров, необходимых при построении эквивалентной схемь! транзистора (для переменных составляющих), относятся следующие:

1. Дифференциальный коэффициент передачи эмиттерного тока при нормальном включении адг. В дальнейшем будем писать его без индекса Л, так как инверсное включение относится к специаль-

* Заметим, что коэффициент а в схеме для переменных составляю- ВДх имеет несколько другое значение, чем в схеме для постоянных составляющих (см. ниже).