Характеристики транзисторов в статическом режиме

Биполярные транзисторы обычно включаются по схеме с общим эмиттером, а полевые — с общим истоком. На рис. 1.9 представлен биполярный транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, на которой R_H — сопротивление нагрузки, подключенной к источнику напряжения Е, R_y — сопротивление цепи управления с источником напряжения и_г Выходной характеристикой в такой схеме обычно является зависимость тока коллектора i_c от напряжения коллектор-эмиттер и_СЕ, а входной — зависимость тока базы i_B от напряжения база-эмиттер и_ВЕ. Соответственно передаточными характеристиками будут зависимости i_c = f (i_B) или и_СЕ = f (i_B) с учетом конкретного значения сопротивления нагрузки R_H. Статические выходные ха;

Рис. 1.9. Схема с общим эмиттером

Puc. 1.10. Выходные статические BAX биполярного транзистора и нагрузочная характеристика рактеристики при разных значениях тока базы представлены на рис. 1.10. В этой же системе координат дано зеркальное отображение линейной нагрузочной характеристики, определяемой сопротивлением R_H. Пересечение выходной характеристики (для определенного тока базы) с нагрузочной определяет режим работы транзистора, т. е. ток коллектора 1_С и напряжение U_CE транзистора. В зависимости от значения тока управления i_B различают три режима работы биполярного транзистора: состояние отсечки, если i_B = 0 (область С на рис. 1.10); активный режим (область В на рис. 1.10), при котором i_c = рi_B, где р — коэффициент усиления по току; состояние насыщения (область А на рис. 1.10), если i_B > I_Bsat, где I_Bsat — граничное значение тока базы, при котором наступает насыщение (1_Вш ~ (Е/RJ/р).

Статические выходные ВАХ MOI 1-транзистора с индуцированным каналом приведены на рис. 1.11. В этих характеристиках имеется крутой участок, соответствующий резкому увеличению тока i_D при увеличении напряжения u_GS. Далее рост тока i_D замедляется, чему соответствуют пологие участки ВАХ. Это происходит из-за обеднения канала под воздействием напряжения сток-исток u_DS. Из рисунка видно, что выходные ВАХ МОП-транзистора и биполярного транзисторов сходны. Принципиальное отличие заключается в том, что биполярные транзисторы управляются током базы, а полевые — напряжением.

Рис. 1.11. Выходные статические ВАХ полевых транзисторов с индуцированным каналом и нагрузочная характеристика.

Выходные статические ВАХ биполярного транзистора с изолированным затвором также подобны ВАХ биполярных транзисторов. Но управление выходным током i_c в них осуществляется напряжением затвор-эмиттер и_с;Е, а не током базы. Кроме того, IGBT способны выдерживать в закрытом состоянии без пробоя значительное обратное напряжение [2].