для транзистора, работающего в активном режиме на гра-ZmA инце насыщения для токов /б1 и [б2-

x(V;) = 0,73b;

БЭ2=ББ2+6э+«Рг-1пХ

х(/б2 ;) = 0.92 в.

Теоретической границей нормального активного режима и режима насыщения транзистора является условие t/ кб = 0. или f/ БЭ = fk3 • Этому условию удовлетворяют точки Ai и Лг на рис. 2.5, б. Как видно из рисунка, на теоретической границе Рис. 2.5. Выходные характеристики траизисто-режима насыщения тран-ра п-р-п-типа при 1% =\ мА, t/es =0,7 B.gcTop фактически рабо-гб = 100 Ом, тфт=1,2-25 мВ: .j,gg.j, 3 активном режиме

с-схема измерения; б - характеристики вхОтТ в рсжим насы-

щения при , равном 0,1-0,2 В. В связи с этим вводят понятие технической границы насыщения:

[7б-6к=0,5-ь0,6 в. (2.42)

В активном режиме ток коллектора зависит от тока базы и коэффициента р и не зависит от внешних компонентов цепи коллектора.

В диапазоне напряжений t/кэ от 0,1-0,2 В до t/кэ ост транзистор работает в режиме насыщения. В этом случае ток коллектора в реальной схеме определяется фактически -олько внешними компонентами цепи коллектора транзистора.

При t/кэост <fk3 транзистор работает в инверсном режиме и уже при t/кэО вьшолняется соотношение /к= (1 + Р.)/б . что следует из (2.15) при [/кэ<тфт.

Направление тока коллектора меняется на противоположное при том же направлении тока базы. Если ток базы задается от идеального генератора тока и отсутствует паразитный диод Дкп. то ток коллектора не меняется при изменении С/кэ • Если ток базы задается от генератора с конечным сопротивлением Rr, то ток коллектора при отсутствии диода Дкп изменяестся по закону

/к~(1 + Р,)/б~(1+Р/)[(£г-[/бк-кэ) ?г1. (2.43)

Наличие диода Дкп приводит к резкому возрастанию тока коллектора при t/кэ <-0,5 В, так как через него цепь коллектора замыкается на землю.

Выходные характеристики транзистора используются при построении выходных характеристик элементов цифровых устройств.

Влияние температуры на статические характеристики транзисторов. Изменение температуры в разной степени влияет на все параметры транзистора (см. [2]), однако определяющее влияние на статические характеристики имеет Изменение от температуры токов /кбо» эбо» температурного потенциала <рт и коэффициента усиления р. Среди перечисленных параметров токи /кбо и /эбо наиболее сильно зависят от температуры:

/кбо(°С)=/кбо(20С).2<°с-2о.с)* ; (2.44)

/эбо(°С)=/эбо(20°С).2(-с-2о-с) * , (2.45)

где t* - температура удвоения - разность температур, при которой обратные тепловые токи удваиваются (при расчетах часто пользуются величиной f* = 10°C, хотя фактические изменения токов в этом случае занижаются).

Увеличение /кво с повышением температуры приводит к смещению выходных характеристик транзистора, работающего в схеме ОЭ, в активном режиме и к существенному изменению токов базы и коллектора при работе транзистора в режиме отсечки. Если смещением выходных характеристик в большинстве случаев можно пренебречь, то изменение тока базы транзистора, работающего в режиме отсечки, всегда надо учитывать, так как при больших значениях номиналов резисторов в цепи базы при увеличении температуры транзистор может перейти из режима насыщения в активный режим и тем самым существенно изменить работу схемы.

При работе транзистора в активном режиме и режиме насыщения, изменения тока /эбо» а также температурного потенциала фг в зависимости от температуры приводят к изменению напряжения на переходе база - эмиттер при постоянном токе базы. Оценим количественно это изменение.

Из (2.18), пренебрегая состав.пяющей (1-ш) (1 + Р)/кбо+/эбо и учитывая коэффициент т и то, что при изменении температуры на t* °С абсолютная температура меняется не очень сильно, фт~ const, р = const (так как учет температурной зависимости р дает приращение ДбБэ порядка 20 мВ при изменении температуры на 140-160°С), можно записать

БЭ1=тТг In {/б [1 +§(1 - а,)1 эБо(0}. (2.46)

При увеличении температуры на величину, равную температуре Удвоения, напряжение на эмиттерном переходе при /в--const изменится и станет равным

<Б92=/я<Рг In -------. (2.47)

ЭБО"*"*

Приращение напряжения AUa на эмиттерном переходе при изменении температуры на t*°C составит

А{/еэ=/бэ2-бэ1=/«Тг1п /f!, =отут1п0.5. (2.48)

эбо+*

Приняв т=1,2, f* = IO°C и обозначив температурный коэффициент напряжения U через 5бэ, получим

5бэ=Дбэ/*=-РгО,693 *-2,1 мВ/Х. (2.49)

Экспериментально измеренные значения температурного коэффициента 5бэ лежат в диапазоне -(1,8-2,2) мВ/°С. Знак минус в

(2.49) говорит о том, что напряжение иэ уменьшается с увеличением температуры.

При ориентировочных расчетах в диапазоне температур от -10 до -Ь50°С . изменение напряжения 1/бэ (мВ) можно оценить по формуле

AUQ = -2-At. (2.50)

При изменении температур в более широком диапазоне (например, от -60 до -Ь125°С) необходимо учитывать зависимость фт от t:

<fj. = 7/ll 600 = (273+0/11 600 = 23,5+0,0861! мВ. (2.51)

Приняв при /= +20°С 5бэ=-2,0 мВ/°С, из (2.49) и (2.51) получим = -(1,88 + 0,0069 мВ/°С. (2.52)

Изменение иэ определим как Дбэ = 1* бэ = -{1,88 (<2 - <i) + 0,00341(<2)2 - (1)2]}. (2.53)

Сравним напряжение А/бэ при изменении температуры от +20 до +125°С, найденные по (2.50) и (2.53), т. е.

Дг/рэ = -2-105 = - 210 мВ; AU = -250 мВ.

Результаты сравнения позволяют сделать вывод, что приближенная формула

(2.50) дает заниженные данные при увеличении температуры и завышенные при уменьшении температуры от значения комнатной температуры.

При изменении температуры меняются напряжение отсечки t/oic и напряжение [/бэ. при котором ток базы равен нулю. Эти изменения играют незначительную роль при работе схем и при необходимости легко учитываются (см. [2, 4]).

Что касается напряжения f/кэ нас то оно, будучи разностью напряжений на переходах, зависит от температуры слабее. В [2] показано, что температурный коэффициент напряжения [/«э на порядок меньше температурного коэффициента напряжения Usa-