Транзисторы характеристики. Характеристики и параметры транзисторов: полное руководство

Какие основные характеристики транзисторов существуют. Как они влияют на работу схем. Какие параметры транзисторов наиболее важны при проектировании электронных устройств. На что обращать внимание при выборе транзистора для конкретного применения.

Основные типы характеристик транзисторов

Транзисторы являются ключевыми активными компонентами современной электроники. Для правильного применения транзисторов в схемах необходимо понимать их основные характеристики и параметры. Рассмотрим наиболее важные из них:

• Входные характеристики
• Выходные характеристики
• Передаточные характеристики
• Частотные характеристики
• Вольт-амперные характеристики

Каждый тип характеристик описывает определенные аспекты поведения транзистора в электрической цепи. Понимание этих характеристик позволяет инженерам-электронщикам правильно выбирать и применять транзисторы в своих разработках.

Входные характеристики транзисторов

Входные характеристики транзистора описывают зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении. Для биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером это зависимость тока базы I

B от напряжения база-эмиттер V_BE при фиксированном напряжении коллектор-эмиттер V_CE.

Как выглядят типичные входные характеристики биполярного транзистора?

• При малых значениях V_BE ток базы практически отсутствует
• При достижении порогового напряжения (0.6-0.7 В для кремниевых транзисторов) ток базы начинает резко возрастать
• Дальнейшее увеличение V_BE приводит к экспоненциальному росту тока базы

Входные характеристики позволяют определить входное сопротивление транзистора и выбрать оптимальный режим смещения базы.

Выходные характеристики транзисторов

Выходные характеристики транзистора показывают зависимость выходного тока от выходного напряжения при постоянном входном токе. Для биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером это зависимость тока коллектора I

C от напряжения коллектор-эмиттер V_CE при фиксированном токе базы I_B.

Какие особенности имеют выходные характеристики биполярного транзистора?

• При малых значениях V_CE ток коллектора быстро возрастает (область насыщения)
• Затем наступает активная область, где I_C практически не зависит от V_CE
• При больших V_CE наблюдается небольшой рост I_C из-за эффекта Эрли

Выходные характеристики позволяют определить коэффициент усиления транзистора по току, выходное сопротивление и выбрать рабочую точку в активной области.

Передаточные характеристики транзисторов

Передаточные характеристики транзистора отображают зависимость выходного тока от входного тока при постоянном выходном напряжении. Для биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером это зависимость тока коллектора I

C от тока базы I_B при фиксированном напряжении коллектор-эмиттер V_CE.

Какую информацию можно получить из передаточных характеристик?

• Коэффициент усиления транзистора по току β = ΔI_C / ΔI_B
• Линейность усиления в разных режимах работы
• Максимально допустимый ток коллектора

Передаточные характеристики важны для расчета усилительных каскадов на транзисторах и определения их линейности.

Частотные характеристики транзисторов

Частотные характеристики описывают поведение транзистора на высоких частотах. Основными параметрами здесь являются:

• Граничная частота f_T — частота, на которой коэффициент усиления по току падает до единицы
• Максимальная частота генерации f_max — предельная частота, на которой транзистор еще может работать как активный элемент
• Емкости переходов C_BE и C_BC

Как частотные характеристики влияют на работу схем с транзисторами?

На высоких частотах усиление транзистора падает из-за емкостных эффектов. Это ограничивает максимальную рабочую частоту усилителей и генераторов на транзисторах. Поэтому при разработке высокочастотных схем важно выбирать транзисторы с хорошими частотными свойствами.

Вольт-амперные характеристики транзисторов

Вольт-амперные характеристики (ВАХ) транзистора представляют собой семейство кривых, отображающих зависимости между токами и напряжениями на выводах транзистора. Для биполярного транзистора различают:

• Входные ВАХ — I_B = f(V_BE) при V_CE = const
• Выходные ВАХ — I_C = f(V_CE) при I_B = const
• Проходные ВАХ — I _C = f(I_B) при V_CE = const

Какую информацию дают ВАХ транзистора?

ВАХ позволяют определить основные параметры транзистора — коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления, граничные режимы работы. На основе ВАХ выбирают рабочую точку транзистора и рассчитывают элементы схемы включения.

Ключевые параметры транзисторов

При выборе транзистора для конкретного применения необходимо учитывать следующие основные параметры:

• Максимально допустимые напряжения (V_CEO, V_CBO, V_EBO)
• Максимально допустимый ток коллектора I_{C max}
• Коэффициент усиления по току h_FE
• Граничная частота f_T
• Мощность рассеивания P_tot
• Температурный диапазон работы

Как правильно выбрать транзистор для схемы?

Необходимо определить требуемые параметры исходя из режимов работы схемы. Затем подобрать транзистор, характеристики которого с запасом удовлетворяют этим требованиям. Важно учитывать не только электрические, но и тепловые режимы работы.

Влияние температуры на характеристики транзисторов

Температура оказывает существенное влияние на параметры и характеристики транзисторов. Основные температурные эффекты:

• Увеличение обратного тока коллекторного перехода I_CBO
• Уменьшение напряжения база-эмиттер V_BE
• Изменение коэффициента усиления по току h_FE
• Снижение максимально допустимой мощности рассеивания

Как учитывать температурные эффекты при проектировании?

Необходимо выбирать рабочую точку транзистора с учетом возможного изменения параметров в заданном температурном диапазоне. Для стабилизации режима часто применяют отрицательную обратную связь по постоянному току. В критичных схемах может потребоваться температурная компенсация или термостабилизация.

Особенности характеристик полевых транзисторов

Полевые транзисторы имеют ряд отличий в характеристиках по сравнению с биполярными:

• Управляются напряжением, а не током
• Имеют очень высокое входное сопротивление
• Характеризуются крутизной передаточной характеристики S = ΔI_D / ΔV_GS
• Выходные характеристики близки к характеристикам источника тока

Какие преимущества дают особенности полевых транзисторов?

Высокое входное сопротивление позволяет использовать их в схемах с высокоомными источниками сигнала. Управление напряжением упрощает схемы смещения. Характеристики, близкие к идеальному источнику тока, делают полевые транзисторы отличным выбором для схем стабилизации тока.

Применение характеристик транзисторов при проектировании схем

Знание характеристик транзисторов критически важно при разработке электронных устройств. Основные аспекты применения:

• Выбор рабочей точки транзистора
• Расчет элементов схемы смещения
• Определение коэффициента усиления каскада
• Анализ температурной стабильности
• Оценка линейности усиления
• Расчет частотных свойств схемы

Как характеристики транзисторов влияют на параметры схем?

Входные характеристики определяют входное сопротивление каскада. Выходные характеристики влияют на коэффициент усиления по напряжению. Передаточные характеристики задают усиление по току. Частотные характеристики ограничивают полосу пропускания усилителя. Правильный учет всех характеристик позволяет спроектировать схему с оптимальными параметрами.

Характеристики транзистора- основные параметры

Характеристики транзистора – диаграмма, которая отображает взаимоотношения между электрическим током и напряжением транзистора в конкретной конфигурации. Учитывая, что схемы конфигураций транзисторов аналогичны по отношению к двухпортовым схемам, они могут быть проанализированы с использованием кривых для характеристик, которые могут быть следующих типов:

1. Характеристики входа: они описывают изменения в токе на входе с изменением значений напряжения на входе, удерживающим напряжение на выходе постоянным.

2. Характеристики выхода: это диаграмма, отображающая противостояние тока на выходе и напряжения на выходе при неизменном токе на входе.

3. Характеристики передачи тока: это кривая характеристик, показывающая изменение тока на выходе в соответствии с током на входе, при этом напряжение на выходе постоянное.

Транзистор, который включен по схеме с общей базой

При такой конфигурации базовый вывод транзистора будет общим между выводами входа и выхода, как показано на рисунке 1. Данная конфигурация демонстрирует низкое полное сопротивление на входе, высокое полное сопротивление на выходе, высокий коэффициент усиления сопротивления и высокий коэффициент усиления напряжения.

Рисунок 1 Схема с общей базой

Характеристики входа

Рисунок 2 показывает характеристики входа схемы вышеописанной конфигурации, которые описывают изменение тока на эмиттере, IE с напряжением на базе-эмиттере, VBE удерживает напряжение на коллекторе-базе, VCB постоянно.

Выражение для сопротивления на входе выглядит следующим образом:

Характеристики выхода

Характеристики выхода для такой конфигурации (Рисунок 3) демонстрируют изменение тока на коллекторе, IC с VCB, где ток на эмиттере, IE является удерживаемой постоянной. Из показанного графика следует, что сопротивление на выходе может быть получено как:

Рисунок 3 Характеристики выхода

Характеристики передачи тока

Рисунок 4 демонстрирует характеристики передачи тока для вышеназванной конфигурации, которые объясняют изменение IC с IE, удерживающим VCB постоянным.

Получившийся коэффициент усиления тока имеет значение меньше единицы и может быть математически выражен следующим образом:

Рисунок 4 Характеристики передачи тока

Транзистор, который включен по схеме с общим коллектором

Эта конфигурация транзистора имеет общий вывод коллектора между выводами входа и выхода (Рисунок 5) и также имеет отношение к конфигурации эмиттера. Это обеспечивает высокое полное сопротивление на входе, низкое полное сопротивление на выходе, коэффициент усиления напряжения меньше единицы и значительный коэффициент усиления тока.

Рисунок 5 Схема с общим коллектором

Характеристики входа

Рисунок 6 демонстрирует характеристики входа для этой конфигурации, которые описывают изменение в IB в соответствии с VCB, для обеспечения постоянного значения напряжения на коллекторе-эмиттере, VCE.

Рисунок 6 Характеристики входа

Характеристики выхода

Рисунок 7 показывает характеристики выхода для данной конфигурации, которые демонстрируют изменения в IE против изменений в VCE для постоянных значений IB.

Рисунок 7 Характеристики выхода

Характеристики передачи тока

Эти характеристики данной конфигурации (Рисунок 8) показывают изменение IE с IB, удерживающим VCE постоянным.

Транзистор, который включен по схеме с общим эмиттером

В данной конфигурации вывод эмиттера является общим между выводами входа и выхода, как показано на рисунке 9. Эта конфигурация обеспечивает среднее полное сопротивление на входе, среднее полное сопротивление на выходе, средний коэффициент усиления тока и коэффициент усиления напряжения.

Рисунок 9 Схема с общим эмиттером

Характеристики входа

Рисунок 10 показывает характеристики входа для данной конфигурации, которая объясняет изменение в IB в соответствии с VBE, где VCE является постоянной.

Рисунок 10 Характеристики входа

Исходя из рисунка, сопротивление на входе может быть представлено как:

Характеристики выхода

Характеристики выхода у такой конфигурации (Рисунок 11) также рассматриваются как характеристики коллектора. Этот график показывает изменение в IC с изменениями в VCE, когда IB удерживается постоянной. Исходя из графика, можно получить сопротивление на выходе следующим образом:

Рисунок 11 Характеристики выхода

Характеристики передачи тока

Эти характеристики данной конфигурации показывают изменение IC с IB, удерживающим VCE в качестве постоянной. Это может быть математически выражено как:

Это соотношение рассматривается как коэффициент усиления тока с общим эмиттером, и оно всегда больше единицы.

Рисунок 12 Характеристики передачи тока

Наконец, важно отметить, что несмотря на то, что кривые характеристик были объяснены касательно биполярных плоскостных транзисторов, аналогичный анализ является подходящим даже по отношению к полевым транзисторам.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Транзисторы: характеристики, аналоги и datasheet

Транзисторы — это полупроводниковые электро-приборы, главная задача которых уличение, преобразование или генерация электрических сигналов. Транзисторы бывают биполярные и полевые, первые чаще всего применяются в аналоговой технике а полевые в цифровой.

На нашем сайте вы найдёте множество этих радиокомпонентов как российского производства так и зарубежного. Также сможете подобрать аналоги и скачать datasheet на каждое устройство. Для удобства воспользуйтесь поиском на сайте.

Транзисторы

Транзистор 50N06: Характеристики и аналоги

013

50N06, согласно техническим характеристикам, является n-канальным, кремниевым полевым транзистором, имеющим

Транзисторы

Транзистор КТ829: Характеристики и аналоги

0563

Транзисторы серии КТ829, согласно своим техническим характеристикам, предназначены для использования

Транзисторы

Характеристики транзистора J3Y

03. 1к.

Характеристики транзистора J3Y идентичны с S8050, так как это одно и тоже устройство только в разных корпусах.

Транзисторы

Характеристики транзистора IRFZ48N и Datasheet

01.1к.

В технических характеристиках на IRFZ48N говорится, что это n-канальный, мощный MOSFET-транзистор.

Транзисторы

Транзистор PN2222: Характеристики и аналоги

01.2к.

В данной статье разберём технические характеристики биполярного транзистора PN2222. Он относится к классу

Транзисторы

Транзистор BU508AF: Характеристики и Datasheet

0719

Как известно из технических характеристик BU508AF – это кремниевый транзистор с n-p-n структурой.

Транзисторы

Характеристики транзистора КТ817Б

0607

КТ817Б – по техническим характеристикам, является кремниевым, универсальным, мощным транзистором.

Транзисторы

Характеристики и Datasheet на транзистор BC327-40

0380

Как указанно в технических характеристиках, BC327-40 – это биполярный, кремниевый n-p-n транзистор.

Транзисторы

Транзистор A1273: характеристики и Datasheet

0573

Согласно техническим характеристикам, A1273 – это биполярный транзистор, основным материалом которого

Транзисторы

Характеристики транзистора IRF4905

0727

Согласно техническим характеристикам, предоставленных производителем, IRF4905 – это мощный МОП-транзистор.

3.5.3: Транзисторные вольт-амперные характеристики — технические библиотеки LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

89963

• Билл Уилсон
• Университет Райса

Что произойдет, если мы теперь и приложим некоторое смещение к переходу эмиттер-база? Как мы видели, до тех пор, пока переход база-коллектор смещен в обратном направлении, почти весь ток коллектора состоит из электронов, инжектированных в базу эмиттером, диффундирующих через область базы, а затем падающих на базу-коллектор. узел. Скорость, с которой электроны падают на переход, не зависит от того, насколько велика капля (например, насколько велика \ (V _ {\ text {CB}} \)). Единственное, что имеет значение, когда речь идет о токе коллектора, это то, как быстро электроны инжектируются в область базы, что, конечно же, определяется током эмиттера \(I_{E}\). Таким образом, для нескольких различных значений тока эмиттера, \(I_{E_{1}}\), \(I_{E_{2}}\) и \(I_{E_{3}}\), мы могли бы увидеть что-то как на рисунке \(\PageIndex{2}\).

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Общая базовая характеристика биполярного транзистора

. В первом квадранте, который находится в «режиме прямого активного смещения», выход с клеммы коллектора более или менее похож на источник тока; то есть \(I_{C}\) является константой, независимо от того, что такое \(V_{\text{CB}}\). Обратите внимание, однако, что мы должны использовать управляемый источник, в данном случае источник тока, управляемый током, поскольку \(I_{C}\) зависит от того, чем является \(I_{E}\). Очевидно, глядя на (смещенный в прямом направлении) вывод эмиттер-база, мы видим обычный p-n переход. Таким образом, если бы мы хотели построить «модель» этого устройства, мы могли бы придумать что-то вроде рисунка \(\PageIndex{3}\). Обратите внимание, что базовая клемма является общей для обоих входов. Поскольку на самом деле мы хотели бы думать о транзисторе как о двухпортовом устройстве (со входом и выходом), модель транзистора часто изображается так, как показано на рисунке \(\PageIndex{4}\).

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Модель транзистора с общей базой Рисунок \(\PageIndex{4}\): Перерисованный транзистор с общей базой

-частотные схемы, биполярный транзистор очень редко используется в схеме с общей базой. В большинстве случаев вы увидите его либо в конфигурации с общим эмиттером (рис. \(\PageIndex{5}\)), либо в конфигурации с общим коллектором. Общий эмиттер, вероятно, является наиболее часто используемым транзистором.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): Конфигурация схемы с общим эмиттером

Обратите внимание, что у нас есть источник тока, управляющий базой, и мы применили только одну батарею на всем пути от коллектора до эмиттера. Теперь батарея должна делать две вещи: а) она должна обеспечивать обратное смещение для перехода база-коллектор и б) она должна обеспечивать прямое смещение для перехода база-эмиттер. По этой причине кривые \(I_{C}\) как функция \(V_{\text{CE}}\) теперь выглядят несколько иначе. Теперь необходимо, чтобы \(V_{\text{CE}}\) стало немного положительным, чтобы перевести транзистор в активный режим. Другое отличие, конечно, заключается в том, что ток коллектора теперь отображается как \(\beta I_{B}\), ток базы, а не как \(\alpha I_{E}\), ток эмиттера.

Рисунок \(\PageIndex{6}\): Кривые характеристик с общим эмиттером для транзистора

 

---

Эта страница под названием 3.5.3: Транзисторные ВАХ распространяется по лицензии CC BY-NC-SA 1.0 и была создана, переработана и/или курирована Биллом Уилсоном посредством исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами Платформа LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Билл Уилсон

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   1,0

   Программа ООР или издатель

   OpenStax CNX

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. источник@https://cnx. org/contents/[email protected]:1sKbR9Vg@22
   2. источник[1]-eng-88529

Характеристики транзистора NPN в конфигурации с общим эмиттером

Тремя важными характеристиками транзистора в любом режиме являются (i) входные характеристики, (ii) выходные характеристики и (iii) передаточные характеристики. Схема для изучения характеристических кривых транзистора NPN в режиме с общим эмиттером показана на рис.

Характеристики NPN транзистор в конфигурации с общим эмиттером

 

Три важных характеристики транзистора в любом режиме: (i) входные характеристики (ii) выходные характеристики и (iii) передаточные характеристики.

 

Схема для исследования характеристических кривых транзистора NPN в режиме с общим эмиттером показан на рис.

(i) Входные характеристики

Кривая входной характеристики построена между базовым током (I _B ) и напряжение между базой и эмиттером (V _BE ), когда напряжение между коллектор и эмиттер (V _CE ) поддерживаются постоянными при определенном значении. В _BE увеличивается с подходящими равными шагами и соответствующим основанием отмечается ток. Процедура повторяется для разных значений V _CE .

I _{Значения B} представлены в зависимости от V _BE для постоянная V _CE . Полученная таким образом входная характеристика показана на Рис. Входное сопротивление транзистора определяется как отношение малых изменение напряжения база-эмиттер соответствующему изменению тока базы при данный V _СЕ .

Входное сопротивление транзистора определяется как отношение малое изменение напряжения база-эмиттер соответствует изменению базы ток при заданном V _CE .

∴ Входное сопротивление, Ом ₁ = (∆V _BE /∆I _B ) _VCE

Входной импеданс транзистора в режиме CE очень высок.

(ii) Выходные характеристики

 

Выходные характеристики между I _C и V _CE , когда сохраняется I _B постоянным при определенном значении.

 

Базовый ток I _B поддерживается на постоянном уровне с помощью регулировка напряжения базового эмиттера V _BE . V _CE увеличен с подходящими равными шагами и отмечают соответствующий ток коллектора. процедура повторяется для разных значений I _Б . Теперь я _c Кривые по сравнению с V _CE построены для различных значений I _B . Полученные таким образом выходные характеристики представлены на рис. Три Области характеристик можно рассматривать следующим образом:

Область насыщения: Начальная часть кривой (омическая область, ОА) называется областью насыщения. (i.e) Область между началом и точка колена. (Точка колена – это точка, в которой Ic вот-вот станет постоянным).

Зона отсечки : Ток коллектора очень мал в транзистора, даже когда ток базы равен нулю (I _B = 0). в выходных характеристик, область под кривой для I _B = 0 составляет называется областью отсечения. Ниже области отсечки транзистор не работает.

Активная область: Центральная область кривых называется активным регионом . в активной области кривые равномерны. В этом регионе соединение EB находится впереди. смещен, а переход CB смещен в обратном направлении.

 

Выходное сопротивление r _o определяется как отношение изменение напряжения коллектор-эмиттер на соответствующее изменение ток коллектора при постоянном токе базы в активной области характеристики транзистора.

выходное сопротивление, r _o = (∆V _CE / ∆I _C )I _B

Выходное сопротивление транзистора в режиме CE низкое.

(iii) Передаточная характеристика

Передаточная характеристика рисуется между IC и IB, когда VCE поддерживается постоянным при определенном значении. Базовый ток IB увеличивается в подходящие шаги и ток коллектора IC записывается для каждого значения IB.