Charakteristické parametry tranzistoru

Bipolární tranzistor je charakterizován následujícími parametry:
α0 – proudový zesilovací činitel,
γ – vstřikovací (injekční) účinnost,
β – bázový přenosový (transportní) činitel.

Proudový zesilovací činitel α0 je definován vztahem

char-param-tranz1      (1)

 

 

kde L je šířka báze a -xE je souřadnice.

Parametr α0 vyjadřuje poměr emitorem vstřikované části kolektorového proudu k celkovému proudu emitoru. Čím je tranzistor kvalitnější, tím více se hodnota α0 blíží k 1, avšak vždy je menší než jedna.

Vstřikovací účinnost emitoru γ je definována vztahem

char-param-tranz2      (2)

 

 

Parametr γ vyjadřuje poměr děrového proudu injektovaného přes přechod emitor-báze do báze k celkovému proudu emitoru. Je vždy větší než α0, protože určitá část emitorem injektovaných děr zrekombinuje v oblasti báze a ke kolektoru se nedostane. Rozdíl obou koeficientů roste se vzrůstem poměru L/LB.

Bázový přenosový činitel β se definuje vztahem

char-param-tranz3      (3)

 

 

a udává ztráty děrového proudu injektovaného emitorem v oblasti báze (poměr emitorem vstřikované části kolektorového proudu ku celkovému injektovanému děrovému proudu přechodem báze – emitor).

Podle definice parametrů α0, β a γ je (4)

char-param-tranz4

Podobně jako parametr α0, veličiny β a γ nezávisí při normálních provozních podmínkách bipolárního tranzistoru na napětí UEB a UCB. Z této skutečnosti plyne, že zavedené parametry platí také pro proudové změny. Máme tedy

char-param-tranz5      (5)

 

 

Bipolární tranzistor se velmi často používá v zapojení se společným emitorem podle obr. 1. Vstupním proudem v tomto případě je proud báze a ten je mnohem menší než IE, neboť pro α0 1 platí

IB = IE – IC = IE – α0IE = IE(1 – α0)                    (6)

Označení proudů a napětí tranzistoru PNP v zapojení se společným emitorem
Obr. 1. Označení proudů a napětí tranzistoru PNP v zapojení se společným emitorem

Pro tranzistor v zapojení se společným emitorem definujeme proudový zesilovací činitel αE pomocí vztahu

char-param-tranz6      (7)

 

 

přičemž si uvědomíme, že pro proudové přírůstky musí platit

ΔIB = ΔIE – ΔIC  (8)

Dosadíme-li za ΔIdo vztahu (7) dostaneme rovnici (9)

char-param-tranz7

 

Proudový zesilovací činitel bipolárního tranzistoru v zapojení se společným emitorem je funkcí proudového zesilovacího činitele tranzistoru v zapojení se společnou bází αB = α0. V obvyklých případech αE je značně větší než αB. Při pečlivé výrobě se dá s velkou reprodukovatelností dosáhnout αE až 1 000. Na základě vztahu (9) můžeme rovněž určit αE ze strukturálních a technologických parametrů tranzistoru. Musíme však mít na paměti, že funkční vazba mezi proudem báze IB a proudem kolektoru IC není tak bezprostřední jako vazba mezi proudem emitoru a proudem kolektoru. Plyne to z fyzikálního mechanismu tranzistoru. Tato skutečnost se projeví na vysokých frekvencích tak, že α nelze využít pro výpočet αE podle (9). Jinými slovy jeden tranzistor bude na vysokých frekvencích v zapojení se společnou bází vykazovat ještě uspokojivou funkci, zatímco v zapojení se společnými emitorem se už nebude chovat jako zesilovač.

Zapojení se společným kolektorem, tzv. emitorový sledovač, má činitel αK αE a v obvodové technice se využívá jako impedanční transformátor.

Leave a Reply