Подставляя (2.23) в (2.22) и не учитывая в последнем единицу, получим

/7д-[/д+Тг1п(/д д), (2.24)

где t/д и /д выражены через параметры характерной точки. Применим выражение (2.24) для определения характерной точки на входной характеристике транзистора в схеме ОЭ, работающего в активном режиме, с учетом объемного сопротивления базы и коэффициента m перед крт:

Бэ=Б/Б+бэ + тсрг 1п(/б б). (2.25)

где t/gg - напряжение между электродами (выводами транзистора) базы и эмиттера; t/бэ* - напряжение на переходе база-эмиттер, (расчетный параметр).

Чтобы описать входную характеристику транзистора в схеме ОЭ, необходимо определить г б, и*бэ(й.) и т. Ни один из этих параметров не является классификационным, поэтому требуются либо дополнительные измерения, либо справочные данные. Измерив значения при трех различных значениях тока /б для .транзистора, работающего в активном режиме, можно рассчитать перечисленные параметры, решив систему алгебраических уравнений.

При практической реализации этого метода необходимо: во-первых, выбирать токи достаточно большими, чтобы составляющая Гб/б изменила напряжение иэ на величину, которую можно было бы точно измерить; во-вторых, токи базы не должны быть слишком большими, так как в активном режиме при большом коэффициенте усиления р токи коллекто.ра могут превысить значения

/к доп-

приняв одно из значений тока базы, например Ii, за /б , можно записать:

иБЭ1 = б/б! + *бэ; иБЭ2= ГеГв2 + бэ + W<Pt Ь {h-Jhl),

ивэз=гиз + 11э + ттЫ1вз1Б1)- (2.26)

Решив эту систему, определим числовые значения Гв, и*бэ (при выбранном / б ) и т.

Пример 2.1. Для кремниевого транзистора измерены {/бэ1 =0,8 В при /б1 =1,0 мА; и БЭ2 =0,756 В при / б2=0,7 мА; U бэз =0,723 В при / бз = =0,5 мА и принято, что 1 =7б1 = 1,0 мА. Тогда получим следующие значения параметров: гб = 100 Ом; U =0,7 В; т=1,5.

Ниже в ряде случаев при качественном анализе будем пренебрегать сопротивлением г б в (255), тогда U бэ « Uca.

Из сказанного следует, что эквивалентная схема цепи базы транзистора в схеме ОЭ, работающего в активном нормальном ре-

0) Б

Б о-

\3nac

бэ.нас

КнасУ

Рис. 2.3. Эквивалентные схемы биполярного транзистора п-р-п-типа в схеме ОЭ:

а - в активном режиме; б, в - в режиме насыщения; г - в режиме отсечки

жиме, Представляет собой последовательно включенный резистор Гв и эквивалентный диод, заменяющий переход база - эмиттер, а эквивалентная схема цепи коллектора - генератор тока p/g (при р/в» (1 + Р)/кбо) или генератор тока р/в + (1 + Р)/кбо (при соизмеримых величинах р/в и (1 + Р)/кбо) (рис. 2.3, а). Напомним, что конечное динамическое сопротивление в цепи коллектора, связанное с эффектом модуляции толщины базы, составляет величины порядка мегаом и поэтому ниже не учитывается в эквивалентных схемах, так как реальные внешние сопротивления, подключаемые к коллектору транзистора, во всех схемах имеют величины порядка килоом.

Пример 2.2. Определить параметры транзисторов г, U* и т. Если нет возможности определить экспериментально параметры г, t/gg* и т, то при расчетах можно принять rg=50-100 Ом, т= 1,24-1,5, а t/g определить из входной характеристики транзистора, приводимой в справочнике, но при значениях /р* не более 0,1 мА, или рассчитать г, t/gg*, задавшись значениями U и 1 на входной характеристике. В качестве входной характеристики нужно брать характеристику при f/кэ =5 В; 10 В (или другом значения, указанном в справочнике), но ии в коем случае не при U =0. Например, для транзистора КТ603Б, приняв т=1,2, по выходной характеристике при U кэ ==10 В получаем: f бэ1 = =0,77 В, Ув1=1 мА; £/бэ2=0,9 В, /б2=2 мА. Вычисления по (2.26) дают гб=10в Ом; {;g3*=0,67 В при /б=1 мА.

Рассмотрим выбор коэффициента р в эквивалентной схеме цепи Коллектора. Разрабатываемая схема цифрового элемента должна быть работоспособна в наихудших условиях, поэтому для расчетов, обеспечивающих работоспособность элемента, необходимо брать значение Ртш, а при анализе статических характеристик и переходных процессов конкретной схемы - конкретное значение р. Так как значения р имеют значительный разброс от транзистора к транзис-

тору и зависят от тока эмиттера, то анализ и расчет затруднительны. Однако хорошие результаты получаются при выборе типового значения р в предположении, что оно не зависит от тока эмиттера. Отметим, что в нормальном активном режиме /к~Р/б и /б~ fa (1 + Р)/б> поэтому справедливы следующие соотношения:

6э =

Uls + mfr 1п(/б б); бэ+тсру In (/к к); [/бэ + тфу1п(/э э).

Режим насыщения. В режиме насыщения оба перехода транзистора смещены в прямом направлении. Внешним проявлением режима насыщения в схеме ОЭ является неизменяемость тока коллектора при изменении тока базы транзистора. В режиме насыщения ток коллектора определяется внешними компонентами схемы. Для транзистора, работающего в схеме ОЭ, в режиме насыщения важно знать его входную характеристику и зависимость напряжения на промежутке коллектор-эмиттер от токов коллектора и базы.

То обстоятельство, что внешним проявлением режима насыщения является постоянство тока коллектора, позволяет выразить критерий насыщения не через потенциалы на переходах, а через токи коллектора и базы. До входа,.в режим насыщения транзистор работает в активном режиме, для которого справедливо соотношение (2.16). Пренебрегая в нем составляющей (1-ЬР)/кбо, можно записать

/б=/к/Р- • (2.27)

На границе насыщения выполняется соотношение

-Бнас/кнас/Р. (2.28)

при увеличении тока базы ток /к нас остается постоянным, а увеличение тока базы учитывается введением коэффициента насыщения транзистора Ки&с, определяемого как отношение фактического тока базы в режиме насыщения к току базы на гранце насыщения. Тогда критерием насыщения будет либо неравенство

/Б>/Кнас/Р, (2.29)

либо равенство

4=/С„ас/кнас/Р. . (2.30)

Входная характеристика транзистора в схеме ОЭ, работающего в режиме насыщения, описывается уравнением (2.17), в котором /к == const