Влияние температуры на характеристики биполярного транзистора

Поскольку свойства p-n перехода меняются с изменением температуры окружающей среды, характеристики и параметры биполярного транзистора также зависят от температуры. Влияние температуры на характеристики биполярного транзистора выражается, в основном, изменением трех параметров транзистора:

1. изменением неуправляемого коллекторного тока I_К0;

2. изменением прямого входного напряжения U_БЭ;

3. изменением интегрального коэффициента передачи b или a.

Влияние температуры на ток I_К0 аналогично влиянию температуры на обратный ток p-n перехода. Это влияние может быть оценено функциональной зависимостью:

,

где I_К0(T₀⁰) — неуправляемый ток коллектора при начальной температуре T₀⁰;

I_К0(T⁰) — неуправляемый ток при текущей температуре T⁰;

D_2T — температура удвоения, составляющая для германиевых транзисторов 10 ⁰, для кремниевых — 7 ⁰.

Так как эмиттерный переход в нормальном режиме работы является прямо смещенным, влияние температуры аналогично влиянию температуры на прямую ветвь вольтамперной характеристики p-n перехода и оценивается температурным коэффициентом напряжения:

U_БЭ(T⁰) = U_БЭ(T₀⁰) + ТКН×(T⁰–T₀⁰),

где U_БЭ(T₀⁰) — прямое напряжение на переходе при начальной температуре T₀⁰;

U_БЭ­(T⁰) — прямое напряжение при текущей температуре T⁰;

ТКН — температурный коэффициент напряжения, составляющий »–2. Знак “–“ показывает, что смещение характеристики с ростом температуры происходит в область меньших значений входных напряжений. Полярность напряжения соответствует приложению положительного потенциала к p-области.

С ростом температуры увеличивается подвижность носителей, что приводит к некоторому увеличению коэффициента переноса g и, следовательно, a и b. Температурное влияние на коэффициент a принято оценивать температурным коэффициентом передачи ТКa:

a(T⁰) = a(T₀⁰) + ТКa×(T⁰–T₀⁰),

где a(T₀⁰) — инегральный коэффициент передачи при начальной температуре T₀⁰;

a_­(T⁰) — инегральный коэффициент передачи при текущей температуре T⁰;

ТКa — температурный коэффициент передачи, составляющий »10^‑4 .

Учитывая, что b=, влияние температуры на изменение b будет более существенным.

Следует отметить, что все три изменяющихся фактора способствуют росту коллекторного тока с увеличением температуры.

Графически влияние температуры на характеристики транзистора в схемах с общей базой и общим эмиттером показаны соответственно на рис. 4.20 и 4.21.

Основные эксплуатационные параметры биполярного транзистора:

1. I_К0 — неуправляемый ток коллектора;

2. b — интегральный коэффициент передачи в схеме с общим эмиттером;

3. ¦_b — граничная частота усиления;

4. I_{К max} — максимально допустимый коллекторный ток;

5. U_{КБ max} — максимально допустимое напряжение коллекторного перехода;

6. P_{К max} — максимальная мощность рассеивания на коллекторном переходе.