Общие сведения

Биполярным транзистором, или просто транзистором, называют полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими р – п - переходами и тремя выводами. Он имеет трехслойную структуру, состоящую из чередующихся областей с различными типами электропроводности: р-п-р или п-р-п. Структура таких транзисторов и их условные графические обозначения показаны на рис.2.10.

Работа биполярного транзистора зависит от носителей заряда обеих полярностей - электронов и дырок; отсюда его название «биполярный».
По применяемому материалу различают германиевые и кремниевые транзисторы, а по технологии изготовления - сплавные, диффузионные, эпитаксиальные и планарные. В производстве дискретных транзисторов обычно применяют эпитаксиально - планарную и мезопланарную технологии, а в производстве транзисторов интегральных микросхем – эпитаксиально-планарную.
По рассеиваемой мощности коллекторным переходом (Рк макс) транзисторы разделяют на маломощные (Рк макс £ 0.3 Вт), средней мощности (0.3 £ Рк макс £ 1.5 Вт) и мощные (Рк макс ³ 1.5 Вт).
По рабочему частотному диапазону (frp) транзисторы разделяют на низкочастотные (frp < 3 МГц), средней частоты (3 МГц < frp < 30 МГц), высокой частоты ( 30 МГц < frp < 300 МГц) и сверхвысокочастотные ( frp > 300 МГц).
Система обозначения транзисторов такая же, как и у диодов. Первый элемент обозначения (цифра или буква) указывает на исходный материал полупроводника: 1 или Г-германий, 2 или К - кремний. Вторым элементом обозначения для всех транзисторов является буква Т, за исключением полевых, обозначающихся буквой П.
Классификационные признаки транзисторов по мощности и частотному диапазону отражены в третьем элементе, четвертый и пятый элементы обозначают порядковый номер разработки. Шестой элемент обозначения (буква) указывает на разновидность транзистора данного типа по некоторым параметрам.
Например, ГТ308В – германиевый биполярный транзистор р-п-р-типа малой мощности высокой частоты, номер разработки 08, параметрическая группа В.
Основным элементом транзистора является кристалл кремния или германия с созданными в нем двумя плоскостными р-п - переходами. Конструкция транзистора р-п-р-типа, изготовленного по сплавной технологии, показана на рис. 2.11.
Пластина полупроводника п-типа с заранее введенной в небольшом количестве донорной примесью является базовой. На нее наплавляются с двух сторон таблетки акцепторной примеси: например, для германия - индий, для кремния - алюминий. В процессе термической обработки атомы акцепторной примеси проникают в кристалл, создавая р-области. Между р-областями и полупроводником п-типа образуются р-п - переходы.

Процесс введения примесей контролируется таким образом, чтобы концентрация основных носителей зарядов в базе была значительно меньше, чем концентрация основных носителей в эмиттере и коллекторе.
Внутренняя область транзистора называется базой. Наружная область с наименьшей площадью соприкосновения с базой называется эмиттером, вторая наружная область - коллектором. Электронно-дырочный переход между эмиттером и базой называют эмиттерным переходом, а между коллектором и базой - коллекторным переходом.
В соответствии с концентрацией основных носителей заряда база является высокоомной областью, коллектор - низкоомной, а эмиттер - самой низкоомной. Толщина базы очень мала и составляет единицы микрометров. Площадь коллекторного перехода в несколько раз превышает площадь эмиттерного.

Режимы работы биполярных транзисторов

Принцип действия транзисторов п-р-п и р-п-р-типов одинаков. Разница лишь в полярности подключаемых источников питания. Поэтому в дальнейшем все процессы в транзисторе будут рассматриваться на примере транзистора р-п-р-типа.
В зависимости от полярности напряжений, подключаемых к электродам, транзисторы могут работать в следующих режимах.
Если оба перехода смещены в прямом направлении, то такой режим называют режимом насыщения. В этом режиме через переходы протекают сравнительно большие прямые токи. При обратном смещении переходов транзистор работает в режиме отсечки , при котором токи отсутствуют, если пренебречь малыми обратными токами. В режимах насыщения и отсечки взаимодействие между переходами отсутствует.
Если эмиттерный переход напряжением Uэб смещен в прямом направлении, а коллекторный переход напряжением Uкб - в обратном, то режим работы транзистора называют активным. Это основной режим работы транзистора. При перемене полярности напряжений Uэб и Uкб получим инверсный режим работы. Этот режим используется редко. При изменении напряжений на электродах транзистора, они могут переходить из одного режима в другой.

Принцип действия транзистора в активном режиме

В активном режиме (рис.2.12) к эмиттерному переходу должно быть приложено прямое напряжение, а к коллекторному - обратное. Если на эмиттерном переходе нет напряжения, то через коллекторный переход протекает очень небольшой обратный ток Iкобр. По сравнению с рабочим током им можно пренебречь для упрощения рассуждений и считать, что в коллекторной цепи тока нет, т. е. транзистор закрыт.
При подаче на эмиттерный переход прямого напряжения от источника питания Еэ, происходит инжекция носителей заряда из эмиттера в базу, где они являются неосновными.
Для транзистора р-п-р этими носителями заряда являются дырки. Движение дырок в процессе инжекции через эмиттерный переход создает ток эмиттера Iэр.

Через эмиттерный переход из базы в эмиттер инжектируется небольшое количество электронов, что обуславливает в переходе ток Iэп. Так как концентрация электронов в базе мала, этим током можно пренебречь.В результате в эмиттере нарушается электронейтральность и для ее восстановления лишние электроны стекают на +Еэ.
Следовательно, ток эмиттера:

Iэ = Iэр + Iэп » Iэ .

Дырки, перешедшие в базу, имеют вблизи р-п перехода повышенную концентрацию, что вызывает диффузию их в базе. Толщина базы очень мала, поэтому дырки в процессе диффузии оказываются вблизи коллекторного перехода. Большая их часть не успевает рекомбинировать с электронами базы и втягивается ускоряющим электрическим полем коллекторного перехода в область коллектора. Происходит экстракция дырок под действием обратного напряжения из базы в коллектор. Движение дырок в процессе экстракции из базы в коллектор создает ток коллектора Iкр , т.к. из-за нарушения электронейтральности в коллекторе в него поступают электроны от –Ек. Так как коллекторный переход смещен в обратном направлении, то через него также протекает небольшой обратный ток I кбо (Iк обр). Таким образом, в коллекторе протекает суммарный ток:

Iк = Iкр + Iкбо = αIэр + Iкбо ,

где α – коэффициент, учитывающий процесс рекомбинации в дырок и электронов в базе.

α = Iкр/Iэр £ 1.

Этот коэффициент называют статическим коэффициентом передачи тока эмиттера, или коэффициентом передачи постоянного тока.
Количество рекомбинированных электронов пополняется из внешней цепи от источника –Еэ. За счет этого в цепи базы протекает ток базы рекомбинации Iбрек. Он очень мал из-за небольшой толщины базы и малой концентрации основных носителей заряда - электронов.
При этих условиях число рекомбинаций, определяющих величину тока базы, невелико. Суммарный ток базы определяется уравнением:

Iб = Iбп + Iбрек – Iкбо ,

где Iбп – ток базы, обусловленный движением электронов от –Еэ на восполнение инжектированных в эмиттер.
Если суммировать токи Iк и Iб, получим уравнение, определяющее взаимосвязь между токами транзистора:

Iэ = Iк + Iб.

Ток эмиттера может изменяться в больших пределах при малых изменениях прямого напряжения на эмиттерном переходе. Поэтому ток коллектора также будет изменяться, т.е. он управляется током эмиттера. Током базы в практических целях можно пренебречь.
Для иллюстрации процессов на рис.2.13 показаны потоки дырок и электронов через эмиттерный переход (ЭП) и коллекторный переход (КП). Дырки для наглядности обозначены белыми знаками «плюс» в черных кружочках, а электроны - окружностями со знаками «минус». Поток инжектируемых дырок разветвляется в базе на основную часть, втягиваемую в коллектор, и незначительную часть, рекомбинирующую с электронами.

Принцип действия транзистора п-р-п - типа аналогичен рассмотренному, но носителями заряда, создающими токи через р-п - переходы в процессе инжекции и экстракции, являются электроны. Полярность источников Еэ, и Ек должна быть изменена на противоположную, соответственно изменятся и направления токов в цепях.

Способы включения транзисторов

Схема включения транзистора имеет две цепи : входную и выходную (Рис.2.14).

В зависимости от того, какой электрод является общим для входной и выходной цепей, существует три способа включения транзисторов: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ), с общим коллектором (ОК) (рис.2.15).

В схеме, на которой рассматривался принцип действия транзистора входной электрод - эмиттер, выходной - коллектор, а общий - база; следовательно, это была схема ОБ.
При любой схеме включения постоянный ток проходит от плюса источника питания через соответствующие области транзистора к минусу источника питания. Стрелка эмиттера указывает направление проходящего через него тока.
Во всех трех схемах сохраняется рассмотренный принцип действия транзистора, но свойства схем различны.
Важным параметром, с помощью которого можно оценить способы включения, является коэффициент передачи тока h21 (h – параметры рассматриваются ниже). Он определяется соотношением:

h21 = ΔI вых/ΔIвх,

где Δ – обозначает переменную составляющую сигнала, действующую во входной и выходной цепях.
Для способа включения с ОБ:

h21б = ΔI к/ΔI э = α.

Из анализа принципа действия транзистора видно, что этот коэффициент близок к 1, но меньше ее из-за процессов рекомбинации в базе.
Для способа включения с ОЭ:

h21э = ΔI к/ΔI б = ΔI к/ (ΔI э - ΔI к).

Если разделить числитель и знаменатель на ΔIэ, получим:

h21э = α / ( 1- α) = β >> 1 (При α = 0,99 β = 99).

Для способа включения с ОК:

h21к = ΔI э/ΔI б = ΔI э/ (ΔI э - ΔI к) = 1/ (( 1- α) = β + 1.

Из анализа полученных соотношений видно, что наибольший коэффициент передачи тока имеют способы включения с ОЭ и ОК, поэтому они и используются чаще всего в электронных узлах.

Статические характеристики биолярных транзисторов

Статическими характеристиками называют зависимости одной физической величины от другой при неизменных других величинах. Такими величинами для транзистора являются входные и выходные токи и напряжения (Iвх, Uвх, Iвых, Uвых) при отсутствии нагрузки.

Наибольшее значение при применении транзисторов имеют два вида характеристик:

- входные;
- выходные.

Входной характеристикой называют зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении: Iвх = f(Uвх) при Uвых = const;
Выходной характеристикой называют зависимость выходного тока от выходного напряжения при постоянном входном токе: Iвых = f(Uвых) при = Iвх = const.
Вид характеристик транзистора зависит от способа его включения, но для схем ОЭ и ОК они практически одинаковы, поэтому пользуются обычно входными и выходными характеристиками для схем ОЭ.
Совокупность характеристик, снятых при разных значениях постоянной величины, представляет собой семейство статических характеристик.
Схема для снятия характеристик транзистора п-р-п-типа представлена на рис.2.16.

В любой схеме включения в каждой из двух цепей действует напряжение между двумя электродами и протекает ток: во входной цепи - Uвх и Iвх, в выходной - Uвых и Iвых. Эти электрические величины определяют режим работы транзистора и взаимно влияют друг на друга.
Для того чтобы одну из электрических величин можно было поддерживать постоянной, в схему для снятия характеристик надо включить только источники питания; нагрузку не включают. Для регулирования напряжений включают потенциометры, а для измерения напряжений и токов - измерительные приборы. При снятии каждой характеристики сначала устанавливают с помощью потенциометров значение постоянной величины, а затем, устанавливая последовательно разные значения изменяемой величины, определяют соответствующее значение зависящей от нее другой величины.
Статические характеристики транзистора в схеме ОЭ. При таком способе включения входным током является ток базы Iб, выходным - ток коллектора Iк, входное напряжение создается между базой и эмиттером Uбэ, а выходное - между коллектором и эмиттером Uкэ. Выходные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ, представляют собой зависимости тока коллектора от напряжения коллектор - эмиттер при постоянном токе базы:

Iк = f(Uкэ) при Iб = const.

Семейство выходных характеристик представлено на рис. 2.17а.
Напряжение Uбэ - это прямое напряжение на эмиттерном переходе, а обратное напряжение на коллекторном переходе Uкб определяется разностью Uкэ-Uбэ. Но поскольку Uкэ>> Uбэ, можно приближенно считать, что Uобр » Uкэ.

Все характеристики выходят из начала координат, т. е. при Uкэ = О ток Iк = 0. Это объясняется тем, что при Uкэ = 0 цепь коллектор - эмиттер закорочена; коллекторный переход подключен параллельно эмиттерному, и на нем тоже действует прямое напряжение, равное Uбэ, которое понижает потенциальный барьер. В результате основные носители заряда переходят из коллектора в базу и компенсируют поток таких же носителей заряда, переходящих в коллектор от эмиттера через базу, так что Iк = 0.
Начальная коллекторная характеристика, снятая при Iб = О, имеет вид, соответствующий обратной ветви вольтамперной характеристики диода. Однако величина тока коллектора, являющегося начальным неуправляемым током Iк(O), при этом в десятки раз превышает величину обратного тока коллекторного перехода. Это объясняется тем, что ток коллектора Iк = Iк - Iб, а при Iб = 0 Iк = Iэ, т. е. ток коллектора создается всем потоком инжектированных из эмиттера в базу и переходящих в. коллектор носителей заряда. Но при Iб = 0 на эмиттерном переходе еще существует потенциальный барьер, а инжекция носителей заряда в базу невелика. Поэтому ток эмиттера и равный ему ток коллектора Iк(O) невелики, но созданный потоком основных носителей заряда из эмиттера Iк(о) значительно превышает обратный ток коллекторного перехода, создаваемый неосновными носителями при отсутствии инжекции из эмиттера, т. е. при Iэ = 0.
Чем больше значение тока Iб, при котором снимается коллекторная характеристика, тем выше она располагается, так как для увеличения тока Iб необходима более интенсивная инжекция в базу неосновных носителей заряда, чтобы осуществлялась более интенсивная рекомбинация их с основными носителями заряда в базе. Это соответствует большему значению тока эмиттера, а следовательно, и тока коллектора.
Начальный круто восходящий участок каждой характеристики соответствует переходу транзистора из режима насыщения в активный режим. Это участок малого напряжения Uкэ, изменяющегося в пределах от 0 до 0,5 -1,5 В. При малых значениях Uкэ, соизмеримых с величиной Uбэ, следует учитывать, что напряжение Uкэ равно сумме напряжений на коллекторном Uкб и эмиттерном Uбэ переходах. Отсюда напряжение на коллекторном переходе Uкб = Uкэ - Uбэ. При Uкэ < Uбэ из меньшего вычитается большее, т. е. знак Uкб меняется на противоположный. А это означает, что если в активном режиме полярность Uкб соответствует обратному напряжению на коллекторном переходе, то при Uкэ < Uбэ она соответствует прямому напряжению. Наибольшее значение прямого напряжения Uкб на коллекторном переходе получается при Uкэ = 0, когда Uкб = Uбэ. По мере роста Uкэ это прямое напряжение уменьшается и становится равным нулю при Uкэ = Uбэ. Прямое напряжение на коллекторном переходе препятствует прохождению через него из базы в коллектор неосновных носителей заряда, которые инжектируются в базу из эмиттера. Поэтому уменьшение прямого напряжения на коллекторном переходе приводит к увеличению экстракции этих носителей из базы в коллектор, а это в свою очередь вызывает резкое возрастание тока коллектора.
При U КЭ > Uбэ полярность Uкб изменяется на обратную для коллекторного перехода. Изменение напряжения Uкэ на этом участке характеристик мало влияет на величину тока коллектора; рабочий участок характеристики идет полого.
Следовательно, выходное сопротивление в схеме ОЭ велико:

Rвыхэ = Uкэ/Iк при Iб = const (десятки килоом)

Увеличение коллекторного напряжения выше максимально допустимого приводит к пробою коллекторного перехода.
Входные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ (рис.2,17б), представляют собой зависимость тока базы от напряжения база - эмиттер при постоянном напряжении коллектор - эмиттер:

Iб = f(U6э) при Uкэ = const.

При Uкэ = 0 характеристика имеет вид прямой ветви вольтамперной характеристики диода. С увеличением постоянного напряжения Uкэ, при котором снимается характеристика, она немного сдвигается вправо. Это объясняется тем, что увеличение обратного напряжения приводит к расширению коллекторного перехода за счет базы, уменьшению толщины базы и числа рекомбинаций в ней, а значит, и тока базы при том же значении напряжения Uбэ.
Входные характеристики, как и прямая ветвь вольтамперной характеристики диода, начинаются не из начала координат, а при некотором значении напряжения базы, называемым пороговым Unop.
Входное сопротивление транзистора в схеме ОЭ мало:

Rвх = Uбэ/Iб, при Uкэ = const (сотни Ом).

Кроме рассмотренных семейств характеристик для практических расчетов представляют интерес еще две характеристики:проходная и прямой передачи.
Проходная характеристика - это зависимость выходного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении. Для схемы ОЭ это зависимость тока коллектора от напряжения база - эмиттер при постоянном напряжении коллектор - эмиттер (рис.2.18,а):

Iк = f(Uбэ) при Uкэ = const.

Проходная характеристика может быть построена по точкам, взятым на входных и выходных характеристиках. Она начинается не из начала координат (так как ток коллектора появляется, когда ток базы Iб > 0), а при значении напряжения, равном пороговому Uпор.
Характеристикой прямой передачи называют зависимость выходного тока от входного. Для схемы ОЭ это зависимость тока коллектора от тока базы при постоянном напряжении коллектора (рис.2.18,б):

Iк = (Iб) при Uкэ = const.

Эта характеристика выходит из начала координат. С увеличением тока базы возрастает и ток коллектора.

На характеристики транзистора оказывает сильное влияние температура: с повышением температуры коллекторные характеристики, снятые при том же значении тока базы, располагаются выше (рис.2.19).

Основная причина перемещения характеристик вверх - значительное увеличение обратного тока коллекторного перехода, который в схеме ОЭ увеличивается в десятки - сотни раз. Для сравнения в таблице приведены параметры транзисторов при различных способах включения.

В таблице Кu , Кi , К p – коэффициенты усиления напряжения, тока и мощности соответственно.

Параметры транзисторов

Для оценки свойств транзисторов наряду с их характеристиками используют параметры.
Физические параметры. К физическим параметрам относят собственные параметры транзистора, характеризующие его физические свойства (рис.2.20,а) и не зависящие от схемы включения:
rэ—дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода в прямом направлении, составляет единицы и десятки ом;
rб—объемное сопротивление базы, составляет сотни ом;
rк—дифференциальное сопротивление коллекторного перехода в обратном направлении; составляет сотни килоом;
Сэ—емкость эмиттерного перехода; составляет сотни пикофарад;
Ск — емкость коллекторного перехода; составляет десятки пикофарад.

Влиянием емкостей Сэ и Ск в области низких частот можно пренебречь.
Сопротивления эмиттерного и коллекторного переходов зависят от режима транзистора и могут быть определены как дифференциальные сопротивления для данной рабочей точки по статическим характеристикам транзистора в схеме ОБ; сопротивление эмиттерного перехода - по входной характеристике как отношение малого приращения напряжения эмиттера к вызванному им приращению тока эмиттера при постоянном напряжении коллектора:

rэ = ΔUэ /ΔIэ при Uк = const;

сопротивление коллекторного перехода - по выходной характеристике как отношение приращения напряжения коллектора к вызванному им малому приращению тока коллектора при постоянном токе эмиттера:

rк = ∆Uк /ΔIк при Uэ = const;

К неудобству использования этих параметров транзистора следует отнести то, что их невозможно непосредственно измерить с помощью измерительных приборов, поскольку точки для подключения прибора находятся внутри структуры транзистора.
К параметрам транзистора относят также статические коэффициенты передачи тока в трех схемах ОЭ, рассмотренные в предыдущем вопросе.
Дифференциальные параметры. Сущность дифференциальных параметров можно объяснить, представив транзистор в виде активного четырехполюсника, имеющего два входных и два выходных вывода и усиливающего сигнал (рис.2.20,6). Входные величины: I1 и U1 - входные ток и напряжение, I2 и U2 – выходные величины. Существуют разные системы параметров, связывающие эти величины между собой: система Z-параметров (Z имеет размерность сопротивления), Y-параметров (Y имеет размерность проводимости), H-параметров и другие.
Наибольшее распространение при расчете транзисторных низкочастотных схем получили малосигнальные h-параметры. Эти параметры удобно определять с помощью измерений в схеме включения транзистора, причем для этого легко создать требуемые режимы по переменному току: короткое замыкание на выходе, соответствующее условию ΔU2 = 0 (или U2= const.), и холостой ход на входе, соответственно, ΔI1 = 0 (или I1 = const).
Для определения h-параметров составляется система уравнений, в которой независимыми переменными являются ΔI1 и ΔU2:

ΔU1 = h11 ΔI1 + h22 ΔU2;
ΔI2 = h21 ΔI1 + h22 ΔU2.

В этой системе имеется четыре параметра с разной размерностью: h1, h22, h21, h12.
Индекс параметра представляет сочетание двух цифр, обозначающих соответствующую цепь: 11 (один-один) относится ко входной цепи; 22 (два-два) - к выходной, 21 (два-один) отражает зависимость выходной величины от входной, а 12 (один-два) - зависимость входной величины от выходной. Значение этих параметров следующее:
h11 — входное сопротивление транзистора при неизменном выходном напряжении

h11 = ΔU1/ΔI1 при U2 = const;

h22 - выходная проводимость транзистора при неизменном входном токе

h22 = ΔI2 /ΔU2 = const;

h21- коэффициент усиления тока при неизменном выходном напряжении:

h21 = ΔI2/ΔI1 при U2 = const;

h12 — коэффициент внутренней обратной связи по напряжению при неизменном входном токе

h12 = ΔU1/ΔU2 при I1 = const.

Поскольку в систему h-параметров входят сопротивление, проводимость и безразмерные величины, их иногда называют cмешанными или гибридными параметрами. Эти параметры зависят от схемы включения транзистора и в разных схемах имеют разные значения.
Определение h-параметров по статическим характеристикам транзистора для схемы ОЭ показано на рис.2.21, где h11э определяется по одной входной характеристике, h22э по одной выходной, h12э - по двум входным, h21э - по двум выходным.

Учитывая, что характеристики транзистора нелинейны и параметры зависят от режима работы, их определяют для рабочей точки по малым приращениям токов и напряжений:

h11э = ΔUб/ΔIбпри Uкэ= const (рис.2.21,а);

h22э =ΔIк/ΔUкэ при Iб = const (рис.2.21,б);

h21э = ΔIк/ΔIб при Uкэ = const (рис.2.21,в);

h12э = ΔUбэ/ΔUкэ при Iб = const (рис.2.21,г).

В справочниках приводится коэффициент усиления тока в схеме ОЭ: h21э = β.
Кроме рассмотренных параметров свойства транзистора характеризуются величинами, определяющими номинальный и предельный режимы работы и возможности использования транзисторов в различных устройствах. К ним относятся: обратный ток коллектора, обратный ток эмиттера, граничная частота, емкость коллекторного перехода.
Предельные режимы определяются максимально допустимыми значениями токов, напряжений и рассеиваемой мощности, которые нельзя превышать ни при каких условиях эксплуатации. К ним относятся максимально допустимые постоянные токи коллектора, эмиттера и базы, максимально доп9:39 14.04.2005устимые постоянные напряжения Uэбмакс, Uкбмакс, Uкэмакс, максимально допустимая постоянная мощность Рк1акс, которая выделяется на коллекторном переходе.

Динамические характеристики биполярных транзисторов

Динамический режим транзистора. В реальных устройствах в электроды транзисторов включают различного рода нагрузки, что вызывает изменение всех токов и напряжений, действующих в транзисторе. Такой режим работы транзистора называют динамическим или рабочим.
Рассмотрим особенности этого режима на примере простейшего усилителя, реализованного на транзисторе с общим эмиттером (рис.22,а). В выходную (коллекторную) цепь включена нагрузка Rк, а во входную (базовую) цепь - источник входного сигнала с напряжением Uвх.

В этой схеме увеличение тока базы вызывает возрастание тока в цепи коллектора и уменьшение напряжения на коллекторе. Ток и напряжение на коллекторе связаны между собой уравнением

Uкэ = Eк - IкRк. (2.1)

Это уравнение называют уравнением линии нагрузки
Оно определяет динамическую характеристику, которая представляет собой прямую линию в координатах Iк, Uкэ.
Поэтому динамические характеристики строят на семействе статических характеристик при заданных значениях напряжения источника питания коллекторной цепи Ек и сопротивления нагрузки Rк. Для этого достаточно найти отрезки, отсекаемые прямой на осях координат (рис.2.22,б). При Iк = 0, Uкэ = Eк и при Uкэ = 0, Iк = Eк/Rк. Отложив на соответствующих осях напряжение, равное Ек и ток, равный Eк/Rк, через полученные точки проводят прямую АВ, называемую динамической выходной характеристикой (нагрузочной прямой).
Конкретное значение тока базы ( в данном случае Iб3 ) определят режим покоя транзистора, соответствующий точке Б. Точка покоя характеризуется напряжением на коллекторе Uкэр и током коллектора Iкр. При изменении тока базы рабочая точка перемещается по линии нагрузки.
Чтобы обеспечить неискаженное усиление входного сигнала, необходимо рассчитать элементы усилителя так, чтобы рабочая точка не выходила за пределы участка АВ.
В качестве входной динамической характеристики выбирают входную статическую характеристику (например, характеристику при Uкэ2 на рис.2.21,г).