ModuL. Elektrvakum va yarim o’tkazgichli asboblarda kechadigan fizik jarayonlar

3.2. Bipolyar tranzistorlarni statik xarakteristikalari va fizik parametrlari
Tranzistor statik xarakteristikalari kollektor zanjiriga yuklama qo‘yilmagan holda o‘rnatilgan kirish va chiqish toklari va kuchlanishlar orasidagi o‘zaro bog‘liqlikni ifodalaydi. Har bir ulanish uchun statik xarakteristikalar oilasi ma’lumotnomalarda keltiriladi. Eng asosiylari bo‘lib tranzistorning kirish va chiqish xarakteristikalari hisoblanadi. Qolgan xarakteristikalar kirish va chiqish xarakteristikalaridan hosil qilinishi mumkin.

UB sxemasi uchun kirish statik xarakteristikasi bo‘lib U_KB = const bo‘lgandagi I_E= f (U_EB) bog‘liqlik, UE sxemasi uchun esa U_KE = const bo‘lgandagi I_B=f(U_BE) bog‘liqlik hisoblanadi. Kirish xarakteris-tikalarining umumiy xarakteri odatda to‘g‘ri yo‘nalishda ulangan p-n bilan aniqlanadi. Shu sababli tashqi ko‘rinishiga ko‘ra kirish xarakteristiklari eksponensial xarakterga ega (25- rasm).

Rasmlardan ko‘rinib turibdiki, chiqish kuchlanishining o‘zgarishi kirish xarakteristiklarini siljishiga olib keladi. Xarakteristikaning siljishi Erli effekti (baza kengligining modulyatsiyasi) bilan aniqlanadi. Buning ma’nosi shundaki, kollektor o‘tishdagi teskari kuchlanishning ortishi uning kengayishiga olib keladi, bu vaqtda baza sohasidagi kengayish uning kengligining kichrayishi hisobiga sodir bo‘ladi. Baza kengligining kichrayishi ikkita effektga olib keladi: zaryad tashuvchilar rekombinatsiyasining kamayishi hisobiga baza tokining kamayishi va bazadagi asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar konsentratsiya gradientining ortishi hisobiga emitter tokining ortishi.


a) b)

25 – rasm.

Shu sababli kollektor o‘tishdagi teskari kulanishning ortishi bilan UB sxemadagi kirish xarakteristika chapga, UE sxemada esa o‘ngga siljiydi.

UB sxemadagi tranzistorning chiqish xarakteristikalari oilasi bo‘lib I_E =const bo‘lgandagi I_K= f (U_KB) bog‘liqlik, UE sxemada esa I_B =const bo‘lgandagi I_K= f (U_KE) bog‘liqlik hisoblanadi.

Chiqish xarakteristikalari ko‘rinishiga ko‘ra teskari ulangan diod VAX siga o‘xshaydi, chunki kollektor o‘tish teskari ulangan. Xarakteristikalarni qurishda kollektor o‘tishning teskari kuchlanishini o‘ngda o‘rnatish qabul qilingan (26 – rasm).


a) b)

26 – rasm.

26 a - rasmdan ko‘rinib turibdiki, UB sxemadagi chiqish xarakteris-tikalari ikki kvadrantlarda joylashgan: birinchi kvadrantdagi VAX aktiv ish rejimiga, ikkinchi kvadrantdagisi esa – to‘yinish ish rejimiga mos keladi. Aktiv rejimda chiqish toki (3.4) nisbat bilan aniqlanadi. Aktiv rejimga mos keluvchi xarakteristika sohalari abssissa o‘qiga uncha katta bo‘lmagan qiyalikda, deyarli parallel o‘tadilar. Qiyalik yuqorida aytib o‘tilgan Erli effekti bilan tushuntiriladi. I_E=0 bo‘lganda (emitter zanjiri uzilganda) chiqish xarakteristikasi teskari siljigan kollektor o‘tish xarakteristikasi ko‘rinishida bo‘ladi. Emitter o‘tish to‘g‘ri yo‘nalishda ulanganda injeksiya toki hosil bo‘ladi va chiqish xarakteristiklari kattalikka chapga siljiydi va x.z.

UE sxemasida ulangan tranzistorning chiqish xarakteristikasi UB sxemada ulangan tranzistorning chiqish xarakteristikasiga nisbatan katta qiyalikka ega. Chunki uning ko‘rinishiga Erli effekti katta ta’sir ko‘rsatadi. Bog‘liqliklarning umumiy xarakteri (26 b-rasm) kollektor va baza toklari orasidagi quyidagi bog‘liqlik bilan aniqlanadi:

, (3.9)
bu yerda I_KE0 – I_B=0 (uzilgan baza) bo‘lgandagi kollektorning to‘g‘ri toki. I_KE0 toki I_K0 tokidan martaga katta bo‘ladi, chunki U_BE=0 bo‘lganda U_KE kuchlanishining bir qismi emitter o‘tishga qo‘yilgan bo‘ladi va uni to‘g‘ri yo‘nalishda siljitadi. Shunday qilib, I_KE0=( )I_K0 – ancha katta tok bo‘lib, tranzistor ishining buzilishini oldini olish maqsadida baza zanjirini uzish kerak.

Baza toki ortishi bilan kollektor toki kattalikka ortadi va x.z., va xarakteristika yuqoriga siljiydi. UE sxemadagi chiqish VAXlarining asosiy xossasi shundaki, ham aktiv va ham to‘yinish rejimlarida bir kvadrantda joylashadi. Ya’ni, elektrodlarning berilgan kuchlanish ishoralarida ham aktiv rejim, ham to‘yinish rejimida bo‘lishi mumkin. Rejimlar almashinishi kollektor o‘tishdagi kuchlanishlar nolga teng bo‘lganda sodir bo‘ladi. Kollektor soha qarshiligini hisobga olmagan holda U_KE = U_KB + U_BE bo‘lgani uchun, talab qilinayotgan bo‘sag‘aviy kuchlanish qiymati U^*_KE = U_BE bo‘ladi. U_BE qiymati berilgan baza tokida kirish xarakteristikasidan aniqlanadi.