Тема: Биполярные транзисторы. 9. Частотные и температурные свойства транзистора.

9. Частотные и температурные свойства транзистора.

Диапазон рабочих температур транзисторов, определяется свойствами р-n переходов и лежит в тех же пределах, что и у полупроводниковых диодов. Особенно существенно на работу транзистора с увеличением температуры влияет ток I_КБО. Его приближенное значение при нагреве определяется из равенства . Для практических расчетов принимают увеличение тока I_КБО примерно вдвое с повышением температуры на каждые 10⁰. Увеличение тока I_КБО влечет за собой нестабильность работы транзистора, поскольку ток I_КБО в значительной степени влияет на токи I_Э и I_К, а следовательно и на усилительные свойства транзистора. Для увеличения предельных рабочих температур полупроводниковых приборов, применяют ряд новых полупроводниковых материалов, в частности карбид кремния. Приборы, изготовленные на карбиде кремния, могут нормально работать до температур 500…600⁰.

На частотные свойства транзисторов влияют емкости р-n переходов. Особенно сильное влияние оказывает емкость коллекторного перехода С_К, поскольку на высоких частотах емкостное сопротивление значительно меньше сопротивления r_K и коллекторный переход теряет свои основные свойства. Второй причиной ухудшения работы транзистора на высоких частотах является отставание по фазе переменного тока коллектора от переменного тока эмиттера. Это обусловлено инерционностью процесса прохождения носителей заряда через базу от эмиттерного перехода к коллекторному, а также инерционностью процессов накопления и рассасывания зарядов в базе. Данные причины приводят к увеличению переменного тока базы и, как следствие, к снижению коэффициента усиления по току.

С увеличением частоты усиливаемого сигнала коэффициент уменьшается значительно сильнее, чем . Коэффициент снижается лишь вследствие влияния емкости С_К, а н величину влияет еще и сдвиг фаз между I_К и I_Э. Следовательно схема с ОБ имеет лучшие частотные свойства, чем схема с ОЭ. Для определения коэффициентов усиления по току на частоте f могут быть использованы формулы: , где и - коэффициенты усиления по току при частоте f=0.

- предельные частоты транзистора в схемах с ОБ и ОЭ.

10. Эксплуатационные параметры транзистора.

Транзистор характеризуется рядом эксплуатационных параметров, предельные значения которых указывают на возможности практического применения того или иного транзистора. К их числу относятся:

Р_К.max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором. Это мощность развиваемая коллекторным током и бесполезно расходуемая на нагревание транзистора. При недостаточном теплоотводе разогрев коллекторного перехода может привести к выходу транзистора со строя.

I_К.max – максимально допустимый ток коллектора. Ограничивается максимально допустимой мощностью, рассеиваемой коллектором. Превышение предельного значения I_К.max приводит к тепловому пробою коллекторного перехода и выходу транзистора из строя.

I_{КЭ max} или I_{КБ max} – максимально допустимое напряжение между коллектором и общим электродом транзистора. Это напряжение определяется величиной пробивного напряжения перехода и зависит от мощности, тока коллектора и температуры окружающей среды.

При выборе транзистора, эти вышеперечисленные расчетные величины сравниваются с допустимыми значениями, указанными в паспортных данных для каждого типа транзистора: .

Из соображений надежности работы схемы не рекомендуется использовать величины токов, напряжений и мощностей выше 70% их наибольших допустимых значений.

- предельная частота усиления по току. Частота, при которой коэффициент усиления по току или уменьшается до 0,7 (в раз) своего значения на низких частотах.

Помимо вышеперечисленных наиболее важных эксплуатационных параметров транзисторов, в паспортных (справочных) данных на транзисторы указывается и ряд других параметров:

- максимально допустимый ток базы

- обратный ток эмиттера

- максимально допустимый импульсный ток коллектора

- напряжения насыщения коллектор-эмиттер

- емкость коллекторного перехода

- один или несколько h параметров

- максимальная температура работы транзистора.