12.4 : Charakterystyka tranzystorów bipolarnych BJT

Tranzystor bipolarny (BJT), szczególnie w konfiguracji ze wspólnym emiterem, wykazuje odrębną charakterystykę prądowo-napięciową, kluczową dla zrozumienia jego zachowania w obwodach elektronicznych. Charakterystyki te ustala się poprzez eksperymentalne pomiary zależności napięcia i prądu.

W przypadku charakterystyk wejściowych napięcie baza-emiter jest zmieniane, utrzymując stałe napięcie kolektor-emiter. Konfiguracja ta ujawnia zależność prądu kolektora typu Shockleya od napięcia baza-emiter. Wraz ze wzrostem napięcia baza-emiter rośnie również prąd kolektora, ale w kontrolowanych warunkach stałego napięcia kolektor-emiter.

Następnie obserwuje się charakterystykę wyjściową, wykreślając prąd kolektora w funkcji napięcia kolektor-emiter, utrzymując stały prąd bazy. Zależność ta podkreśla kilka regionów operacyjnych BJT. W obszarze nasycenia napięcie kolektor-emiter jest niskie, co powoduje, że prąd kolektora zbliża się do zera, co wskazuje na minimalną rezystancję pomiędzy zaciskami kolektora i emitera.

Wraz ze wzrostem napięcia kolektor-emiter tranzystor przechodzi do obszaru aktywnego, wykazując nieskończenie wysoką rezystancję kolektor-emiter. Prąd kolektora pozostaje stosunkowo stabilny niezależnie od zmian napięcia kolektor-emiter. Można jednak zaobserwować niewielki wzrost prądu kolektora, co można przypisać efektowi wczesnemu. Zjawisko to polega na poszerzeniu obszaru zubożenia i zmniejszeniu szerokości podstawy, zwiększając prąd nasycenia i tym samym wprowadzając skończoną rezystancję wyjściową.

Cechy te definiują warunki pracy i wydajność BJT w różnych zastosowaniach, co czyni je podstawowymi elementami w projektowaniu i analizowaniu obwodów elektronicznych.