Курсовая работа Основы радиоэлектроники «Биполярный транзистор как усилительный элемент»

Свойства биполярных транзисторов.
Свойства биполярного транзистора наглядно представлются в виде графиков функций (характеристик), показывающих взаимозависимость токов и напряжений транзистора в статике, когда все величины медленно меняются или постоянны во времени. Для расчетов свойств биполярных транзисторов требуются дополнительные уравнения, достаточно строго описывающие их поведение. Уравнения значительно упрощаются, если ограничиться практически важным активным режимом и пренебречь вторичными эффектами. Напротив, их необходимо учитывать при проверке функциональных возможностей какой-либо схемы путем компьютерного моделирования. Существуют также сложные модели, способные строго описывать динамические свойства транзистора, когда на него действует синусоидальный или импульсный сигнал. Эти модели анализируются в разделе и не нужны для понимания основных закономерностей. Далее речь пойдет главным образом о n-p-n транзисторе; напряжения и токи p-n-p транзистора имеют противоположные знаки.
Характеристики транзисторов.
Семейство выходных характеристик. Если в цепи, представленной, прикладывать различные напряжения U_BE к переходу база–эмиттер и измерять ток коллектора I_C как функцию напряжения U_CE между коллектором и эмиттером, получим семейство выходных характеристик, представленное. За исключением короткого отрезка вблизи оси I_C, характеристики слабо зависят от U_CE, и транзистор работает в активном режиме, то есть переход BE проводит ток, а переход BC заперт. Около оси IC напряжение U_CE настолько мало, что переход BC тоже открыт и транзистор пребывает в состоянии насыщения. На границе начального отрезка с напряжением насыщения U_CE,sat характеристика испытывает резкий излом и проходит почти через начало координат.
Зависимость усиления по току.
График Гуммеля. Далее подробно рассматривается усиление по току B (U_BE,U_CE). Поскольку токи I_B и I_C экспоненциально зависят от U_BE, эту зависимость можно представить на полулогарифмическом графике с U_CE в качестве параметра. Такой график, известный как график Гуммеля, замечателен тем, что экспоненциальные зависимости становятся прямолинейными, если полагать B₀ константой:U_a
ln( = +ln(1+ )
ln( )= -ln(B₀)

Зависимость токов I_B и I_C в полулогарифмическом масштабе для активного режима (график Гуммеля)
ln(B)= ln( = ln(B₀)+ ln(1+ )