Входная характеристика биполярного транзистора. Входные и выходные характеристики биполярных транзисторов: анализ и применение

Что такое входные и выходные характеристики биполярных транзисторов. Как они описывают работу транзистора. Какие параметры можно определить по этим характеристикам. Как использовать характеристики при проектировании схем.

Содержание

Что представляют собой входные и выходные характеристики транзистора

Входные и выходные характеристики биполярного транзистора являются важнейшими графиками, описывающими его работу в различных режимах. Они позволяют определить основные параметры транзистора и правильно выбрать режим его работы в схеме.

Входная характеристика биполярного транзистора

Входная характеристика представляет собой зависимость входного тока от входного напряжения при фиксированном выходном напряжении. Для схемы с общим эмиттером это зависимость тока базы от напряжения база-эмиттер при постоянном напряжении коллектор-эмиттер.

Выходная характеристика биполярного транзистора

Выходная характеристика показывает зависимость выходного тока от выходного напряжения при фиксированном входном токе. Для схемы с общим эмиттером это зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при постоянном токе базы.

Анализ входных характеристик биполярного транзистора

Входные характеристики биполярного транзистора позволяют определить ряд важных параметров:

Пороговое напряжение открывания транзистора
Входное сопротивление транзистора
Коэффициент передачи тока базы

Как правило, входные характеристики имеют экспоненциальный вид. При малых напряжениях база-эмиттер ток базы очень мал. При достижении порогового напряжения (0,5-0,7 В для кремниевых транзисторов) ток базы начинает резко возрастать.

Анализ выходных характеристик биполярного транзистора

Выходные характеристики биполярного транзистора позволяют определить:

Коэффициент усиления транзистора по току
Выходное сопротивление транзистора
Максимально допустимые токи и напряжения
Области работы транзистора (активная, насыщения, отсечки)

Выходные характеристики представляют собой семейство кривых для различных токов базы. В активном режиме ток коллектора слабо зависит от напряжения коллектор-эмиттер.

Применение входных и выходных характеристик при проектировании

При разработке электронных устройств на биполярных транзисторах входные и выходные характеристики используются для:

Выбора рабочей точки транзистора
Расчета цепей смещения
Определения коэффициента усиления каскада
Анализа температурной стабильности
Оценки линейности усиления

Правильный выбор режима работы транзистора по его характеристикам позволяет обеспечить стабильную работу схемы и требуемые параметры усиления.

Зависимость характеристик от схемы включения транзистора

Вид входных и выходных характеристик биполярного транзистора зависит от схемы его включения:

С общим эмиттером (ОЭ)
С общей базой (ОБ)
С общим коллектором (ОК)

Наиболее часто используется схема с ОЭ, обеспечивающая усиление как по току, так и по напряжению. Схема с ОБ имеет высокое выходное сопротивление. Схема с ОК (эмиттерный повторитель) используется для согласования высокоомного входа с низкоомной нагрузкой.

Влияние температуры на характеристики транзистора

Температура оказывает существенное влияние на параметры и характеристики биполярных транзисторов:

С ростом температуры увеличивается ток утечки коллектора
Уменьшается пороговое напряжение база-эмиттер
Изменяется коэффициент передачи тока базы

Это необходимо учитывать при проектировании схем, обеспечивая температурную стабилизацию режима работы транзистора.

Динамические характеристики биполярных транзисторов

Помимо статических входных и выходных характеристик, важную роль играют динамические (частотные) характеристики транзисторов:

Граничная частота коэффициента передачи тока

Емкости p-n переходов
Время переключения

Эти параметры определяют быстродействие транзистора и его работу на высоких частотах. Их необходимо учитывать при разработке высокочастотных и импульсных схем.

Сравнение характеристик биполярных и полевых транзисторов

Входные и выходные характеристики биполярных и полевых транзисторов существенно различаются:

У биполярных транзисторов входной величиной является ток, у полевых — напряжение
Входное сопротивление полевых транзисторов намного выше
Полевые транзисторы управляются электрическим полем, а не током

Это определяет области применения этих типов транзисторов в различных электронных устройствах.

Входные и выходные характеристики биполярных транзисторов

В общем случае транзистор представляет собой активный (способный преобразовывать энергию источника сигнала) нелинейный четырехполюсник (рис. 3.33,а). Его можно описать семействами характеристик — нелинейными функциями двух переменных.

(3.45)

В зависимости от схемы включения транзистора величинам i₁, i₂, u₁, u₂ соответствуют те или иные реальные токи и напряжения.

Функциональные зависимости между входящими в (3.45) параметрами называются статическими характеристиками транзистора, Чтобы установить функциональные связи между указанными величинами, необходимо две из них взять в качестве независимых переменных, а две оставшиеся выразить в виде функций этих независимых переменных. Как правило, применительно к биполярному транзистору в качестве независимых переменных выбирают входной ток и выходное напряжение. В этом случае входное напряжение и выходной ток выражаются следующим образом:

На практике удобнее использовать функции одной переменой. Для перехода к таким функциям необходимо вторую переменную, называемую в этом случае

параметром характеристики, поддерживать постоянной. В результате получаются четыре типа характеристик транзистора:

входная характеристика:

;

характеристика обратной передачи ( связи) по напряжению:

; (3.32)

характеристика (прямой) передачи тока, называемая также управляющей или передаточной характеристикой:

; (3.33)

выходная характеристика:

. (3.34)

Статические характеристики транзистора могут задаваться соответствующими аналитическим выражениями, а могут быть представлены графически. Несколько характеристик одного типа, полученные при различных значениях параметра, образуют семейство характеристик. Семейства входных и выходных характеристик транзистора считаются основными и приводятся в справочниках, с их помощью легко могут быть получены два других семейства характеристик.

В различных схемах включения транзистора в качестве входных и выходных токов и напряжений выступают токи, протекающие в цепях различных электродов, и напряжения, приложенные между различными электродами. Поэтому конкретный вид статических характеристик зависит от схемы включения транзистора. Рассмотрим статические характеристики транзистора в наиболее распространенных схемах ОБ и ОЭ.

В схеме с ОБ (см. рис. 3.3,а) входным током является ток эмиттера i_Э, а выходным — ток коллектора i_К, соответственно, входным напряжением является напряжение u_ЭБ, а выходным — напряжение u_КБ.

Входная характеристика в схеме ОБ представляет собой зависимость

Однако, реально в справочниках приводится обратная зависимость

Семейство входных характеристик кремниевого n-p-n-транзистора приведено на рис. 3.20. Реально существует зависимость входного тока от напряжения и_КБ и связана она с эффектом Эрли. Как показано в п. 3.3, при увеличении обратного напряжения u_КБ. сужается база транзистора , в результате чего несколько увеличивается ток эмиттера i_Э. Увеличение тока i_Э с ростом u_КБ. отражается небольшим смещением входной характеристики в сторону меньших напряжений  u_ЭБ.  — см. рис. 3.20. Режиму отсечки формально соответствует обратное напряжение u_ЭБ.<0 , хотя реально эмиттерный переход остается закрытым ( i_Э  0) и при прямых напряжениях  u_ЭБ

 меньших порогового напряжения.

Выходная характеристика транзистора в схеме ОБ представляет собой зависимость

Семейство выходных характеристик n-p-n-транзистора приведена на рис. 3.21. Выражение для идеализированной выходной характеристики в активном режиме имеет вид: i_К = · i_Э+ I_КБ0. (3.36)

В соответствие с этим выражением ток коллектора определяется только током эмиттера и не зависит от напряжения u_КЭ. Реально (см. рис. 3.21) имеет место очень небольшой рост i_К при увеличении обратного напряжения u_КБ, связанный с эффектом Эрли. В активном режиме характеристики практически эквидистантны (расположены на одинаковом расстоянии друг от друга), лишь при очень больших токах эмиттера из-за уменьшения коэффициента передачи тока эмиттера  эта эквидистантность нарушается, и характеристики несколько приближаются друг к другу. При

i_Э= 0 в цепи коллектора протекает тепловой ток ( i_К= I_КБ0). В режиме насыщения на коллекторный переход подается прямое напряжение u_КБ, большее порогового значения, открывающее коллекторный переход.

В структуре транзистора появляется инверсный сквозной поток электронов, движущийся из коллектора в эмиттер навстречу нормальному сквозному потоку, движущемуся из эмиттера в коллектор. Инверсный поток очень резко увеличивается с ростом  u_КБ. , в результате чего коллекторный ток уменьшается и очень быстро спадает до нуля — см. рис. 3.21.

Промышленная электроника

Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е. Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов/Под ред. В. А. Лабунцова. — М.: Энергоатом-издат, 1988, — 320 с.

Рассмотрены принцип действия, характеристики и параметры полупроводниковых приборов, транзисторных усилителей, импульсных, логических и цифровых устройств, основанных на применении интегральных микросхем. Рассмотрены принцип действия, расчет, характеристики и параметры зависимых вентильных преобразователей, их влияние на питающую сеть, способы построения систем управления. Дан обзор автономных вентильных преобразователей.

Для студентов энергетических и электромеханических специальностей вузов.

ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава первая. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
1.1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
1.2. ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОМ ПЕРЕХОДЕ
1.3. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ
1.4. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
1.5. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
1.6. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
1.7. ТИРИСТОРЫ
1.8. ПАРАМЕТРЫ И РАЗНОВИДНОСТИ ТИРИСТОРОВ
1.9. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ
1.10. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
Глава вторая. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
2.1. ПЕРЕДАТОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА
2.

2. РЕЖИМ ПОКОЯ В КАСКАДЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ
2.3. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ. СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА ПОКОЯ
2.4. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАСКАДА С ОЭ
2.5. ВИДЫ СВЯЗЕЙ И ДРЕЙФ НУЛЯ В УСИЛИТЕЛЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА
2.6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КАСКАД
2.7. КАСКАД С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ
2.8. КАСКАД С ОБЩИМ ИСТОКОМ
2.9. ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
2.10. НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
2.11. ИНВЕРТИРУЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
2.12. ОПЕРАЦИОННЫЕ СХЕМЫ
2.13. КОМПЕНСАЦИЯ ВХОДНЫХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ НУЛЯ
2.14. ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА И САМОВОЗБУЖДЕНИЕ УСИЛИТЕЛЕЙ
2.15. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ
2.16. УСИЛИТЕЛИ С ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ
2.17. КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
Глава третья. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА
3.1. ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ВИДЕ ИМПУЛЬСОВ
3.2. КЛЮЧЕВОЙ РЕЖИМ ТРАНЗИСТОРА
3.3. НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ.

КОМПАРАТОРЫ
3.4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ RС-ЦЕПЕЙ
3.3. МУЛЬТИВИБРАТОР НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ
3.6. ОДНОВИБРАТОР НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ
3.7. ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ НАПРЯЖЕНИЙ
3.8. МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
Глава четвертая. ЛОГИЧЕСКИЕ И ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
4.1. ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ
4.2. ТИПЫ ЛОГИЧЕСКИХ МИКРОСХЕМ
4.3. АЛГЕБРА ЛОГИКИ
4.4. КОМБИНАЦИОННЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
4.5. МИНИМИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
4.6. КОМБИНАЦИОННЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ
4.7. АСИНХРОННЫЙ RS-ТРИГГЕР
4.8. СИНХРОННЫЕ ТРИГГЕРЫ
4.9. СЧЕТЧИКИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ
4.10. РЕГИСТРЫ
4.11. ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
4.12. МИКРОПРОЦЕССОРЫ
4.13. СИСТЕМА КОМАНД МИКРОПРОЦЕССОРА
4.14. ИНДИКАТОРНЫЕ ПРИБОРЫ И УЗЛЫ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
Глава пятая. МАЛОМОЩНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА
5.

1. СТРУКТУРА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
5.2. ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ С АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ
5.3. ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ С АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ
5.4. ФИЛЬТРЫ МАЛОМОЩНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
5.5. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И РАСЧЕТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ С ЕМКОСТНЫМ ФИЛЬТРОМ
5.6. ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАЛОМОЩНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
5.7. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
5.8. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ С МНОГОКРАТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
Глава шестая. ВЕДОМЫЕ СЕТЬЮ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СРЕДНЕЙ И БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
6.1. ПРИМЕНЕНИЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
6.2. ОДНОФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
6.3. ОДНОФАЗНЫЙ ВЕДОМЫЙ СЕТЬЮ ИНВЕРТОР
6.4. ТРЕХФАЗНЫЙ НУЛЕВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
6.5. ТРЁХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
6.6. СОСТАВНЫЕ МНОГОФАЗНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ
6.7. РЕВЕРСИВНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ И НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
6.8. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
Глава седьмая.

ВЛИЯНИЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ПИТАЮЩУЮ СЕТЬ
7.1. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
7.2. ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ МОЩНОСТИ
7.3. ИСТОЧНИКИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
Глава восьмая. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
8.1. ФУНКЦИИ И СТРУКТУРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЙ
8.2. ФАЗОСМЕЩАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ФСУ)
8.3. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
8.4. ОДНОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
Глава девятая. АВТОНОМНЫЕ ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
9.1. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
9.2. УЗЛЫ КОММУТАЦИИ ОДНООПЕРАЦИОННЫХ ТИРИСТОРОВ
9.3. ИНВЕРТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
9.4. ИНВЕРТОРЫ ТОКА
9.5. РЕЗОНАНСНЫЕ ИНВЕРТОРЫ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Mapa webu — Vzdálená Laboratoř GymKT

Карта сайта — Vzdálená Laboratoř GymKT

ОБЪЯВЛЕНИЕ:

Непременно с ви&ркарон;азеним Ньютонович закон&уринг;, Омова закона и закона в законе энергии из уčива физики закладных школ вČeské Republice!

Hledaná stránka není k dispozici.

Je nám líto, požadovaná stránka se bohužel na serveru Remote-LAB.fyzika.net отсутствует!

Jak je to možné?

Дводы могут быть розне:

Нет напсаны справки — после того, как вы отправили адрес до проследить за ручкой, контролируйте.
PřISPěVEK BYL ODSTRANěN, Přemístěn nebo přejmenován — Snažime se mít pro vás stránky stále aktuální, bohužel to někdy přináshí i změne -vruktuáe strukáe -vruktuáe.

Co tedy teď dělat?

Позвоните по номеру — закажите приготовленный рецепт до последней проверенной формулы и подведите ее к выходу.

Выбрать меню веб-сайта — Продолжить и положить меню (nahoře) , zda mezi položkami není Vámi hledaná stránka.
Podívejte se na mapu stránek — kde je přehledný seznam všech příspěvků, které můžete na webu Remote-LAB GymKT нет.

Открытая лаборатория GymKT — Карта сайта

Увод
Экспериментальный
1. Тепловая завеса одпору кову и полововодье
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
2. Горизонтальные складки Magn. полюс Земе
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
3. Свободный роботизированный павильон
  - Теори
  - Аппаратура
  - Взведенный эксперимент
4. Характеристики вольтамперных светодиодов
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
5. Kmity na pružině (buzené kmity & tlumené kmity)
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
6. Закладные характеристики биполярного транзитора
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
7. Вольтамперная характеристика жаровки
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
8. Zatežovací charakteristika zdroje
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
9. Studium difrakčních jevů
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
10. Защитные характеристики солнечной батареи
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
11. Абсорбция ионизирующих загрязнителей в материале
  - Теори
  - Взведенный эксперимент
12. Метеорологическая станция
  - Теори
  - Аппаратура
  - Правовой участок
  - Взведенный эксперимент
О лаборатории
Контакт
Одказы

PRO VÝVOJÁŘE

K8055-MARIE
- Описание приложения
- Установить дему
- Наставни дема
- K8055-МАРИ Наповеда
- K8055-МАРИ Пржиказы
- Скачать
- онлайн-демонстрация

Характеристики передачи

BJT | Проекты самодельных схем

В биполярных транзисторах или биполярных транзисторах передаточные характеристики можно понимать как график зависимости выходного тока от управляющей входом величины, которая, следовательно, демонстрирует прямую «передачу» переменных от входа к выходу на кривой, представленной на графике. .

Мы знаем, что для биполярного переходного транзистора (BJT) выходной коллекторный ток IC и управляющий входной ток базы IB связаны параметром бета, который считается постоянным для анализа.

Ссылаясь на приведенное ниже уравнение, мы находим линейную зависимость, существующую между IC и IB. Если мы сделаем уровень IB 2x, то IC также удвоится пропорционально.

Но, к сожалению, эта удобная линейная зависимость может быть недостижима в JFET для их входных и выходных величин. Скорее, соотношение между током стока ID и напряжением затвора VGS определяется соотношением Уравнение Шокли :

Здесь выражение в квадрате становится ответственным за нелинейный отклик по ID и VGS, что приводит к экспоненциальному росту кривой по мере уменьшения величины VGS.

Хотя математический подход проще реализовать для анализа постоянного тока, графический способ может потребовать построения приведенного выше уравнения.

Это может представить рассматриваемое устройство и график уравнений сети, относящихся к идентичным переменным.

Мы находим решение, глядя на точку пересечения двух кривых.

Помните, что при использовании графического метода характеристики устройства не зависят от сети, в которой оно реализовано.

Изменение точки пересечения двух кривых также меняет сетевое уравнение, но это не влияет на передаточную кривую, определяемую приведенным выше уравнением 5.3.

Следовательно, в целом можно сказать, что:

На передаточную характеристику, определяемую уравнением Шокли, не влияет сеть, в которой реализовано устройство.

Мы можем получить кривую передачи, используя уравнение Шокли, или из выходных характеристик, как показано на рис. 5.10

На рисунке ниже мы видим два графика. Вертикальная линия измеряет миллиампер для двух графиков.

На одном графике показана зависимость тока стока ID от напряжения сток-исток VDS, на втором графике показана зависимость тока стока от напряжения затвор-исток или ID от VGS.

С помощью характеристик стока, показанных справа от оси «y», мы можем провести горизонтальную линию, начинающуюся в области насыщения кривой, показанной как VGS = 0 В, до оси, обозначенной как ID.

Текущие уровни, достигнутые таким образом для двух графиков, являются IDSS.

Точка пересечения на кривой зависимости ID от VGS будет такой, как указано ниже, поскольку вертикальная ось определена как VGS = 0 В

Обратите внимание, что характеристики стока показывают взаимосвязь между одной величиной выхода стока с другой величиной выхода стока , при этом две оси интерпретируются переменными в одной и той же области характеристик MOSFET.

Таким образом, передаточные характеристики можно определить как график зависимости тока стока полевого МОП-транзистора от величины или сигнала, действующего как входное управление.

Следовательно, это приводит к прямому «переносу» между входными/выходными переменными, когда используется кривая слева на рис. 5.15. Если бы это была линейная зависимость, график зависимости ID от VGS был бы прямой линией между IDSS и VP.

Однако это приводит к параболической кривой из-за вертикального расстояния между VGS, перешагивающими через характеристики стока, которое заметно уменьшается по мере того, как VGS становится все более отрицательным, на рис. 5.15.

Если мы сравним интервал между VGS = 0 В и VGS = -1 В с интервалом между VS = -3 В и отсечкой, мы увидим, что разница одинакова, хотя для значения ID она сильно отличается .

Мы можем определить другую точку на кривой переноса, проведя горизонтальную линию от кривой VGS = -1 V до оси ID и впоследствии продлив ее до другой оси.

Обратите внимание, что VGS = — 1 В на нижней оси кривой передачи, когда ID = 4,5 мА.

Также обратите внимание, что в определении ID при VGS = 0 В и -1 В используются уровни насыщения ID, а омическая область не учитывается.

Двигаясь дальше, с VGS = -2 В и -3 В, мы можем закончить график кривой передачи.

Вы также можете напрямую получить передаточную кривую на рис. 5.15, применив уравнение Шокли (уравнение 5.3), если заданы значения IDSS и Vp.

Уровни IDSS и VP определяют пределы кривой для двух осей и требуют только нанесения нескольких промежуточных точек.

Подлинность уравнения Шокли (5. 3) как источника передаточной кривой на рис. 5.15 может быть точно выражена путем изучения определенных отличительных уровней конкретной переменной и последующего определения соответствующего уровня другой переменной в следующем путь:

Это соответствует графику, показанному на рис.5.15.

Обратите внимание на то, как тщательно обрабатываются отрицательные знаки для VGS и VP в приведенных выше расчетах. Пропуск даже одного отрицательного знака может привести к совершенно ошибочному результату.

Из вышеприведенного обсуждения довольно ясно, что если у нас есть значения IDSS и VP (на которые можно ссылаться из таблицы данных), мы можем быстро определить значение ID для любой величины VGS.

С другой стороны, с помощью стандартной алгебры мы можем вывести уравнение (через уравнение 5.3) для результирующего уровня VGS для заданного уровня ID.

Это можно вывести довольно просто, чтобы получить:

Теперь давайте проверим приведенное выше уравнение, определив уровень VGS, который создает ток стока 4,5 мА для MOSFET с характеристиками, соответствующими рис. 5.15.

Результат подтверждает уравнение, поскольку оно соответствует рис. 5.15.

Использование сокращенного метода

Поскольку нам приходится строить кривую переноса довольно часто, может оказаться удобным использовать сокращенную технику построения кривой. Желательно, чтобы метод позволял пользователю быстро и эффективно строить кривую без ущерба для точности.

Уравнение 5.3, которое мы узнали выше, разработано таким образом, что определенные уровни VGS создают уровни ID, которые можно запомнить для использования в качестве точек графика при построении кривой переноса. Если мы укажем VGS как 1/2 значения отсечки VP, результирующий уровень ID можно определить с помощью уравнения Шокли следующим образом:

Следует отметить, что приведенное выше уравнение не создано для определенного уровня ПО. Уравнение является общей формой для всех уровней VP, пока VGS = VP/2. Результат уравнения предполагает, что ток стока всегда будет составлять 1/4 уровня насыщения IDSS, пока напряжение затвор-исток имеет значение, которое на 50% меньше значения отсечки.