Установка тока базы в зависимости от тока коллектора транзистора
Подзаголовком этой заметки могут стать такие слова: «Диод база-коллектор одерживает победу над транзистором». На простой модели транзистора, в образе которого выступает человек, можно убедиться в наличии конечного напряжения насыщения, которым обладает биполярный транзистор.
Основная идея состоит в том, что переход коллектор — база представляет собой большой диод с высоким значением I0. Значит, в открытом состоянии напряжение на нем при заданном значении тока ниже, чем на диоде база-эмиттер. Следовательно, при небольших значениях напряжения между коллектором и эмиттером (обычно 0,25 В и ниже) некоторую часть базового тока «забирает» диод коллектор-база:
В связи с этим уменьшается эффективное значение h21Э, и для того, чтобы потенциал коллектора был близок потенциалу эмиттера, приходится поддерживать относительно большие базовые токи. Это подтверждают результаты измерений, приведенные на рисунке.
Коллекторное напряжение насыщения UK (нас.) при определенном значении базового и коллекторного тока является величиной, почти не зависящей от температуры, так как температурные коэффициенты двух диодов взаимно компенсируют друг друга:
Это свойство представляет интерес, так как насыщенный транзистор часто используют для переключения больших токов, и он может нагреваться (например, ток 10 А при напряжении насыщения 0,5 В дает мощность 5 Вт, которой вполне достаточно для того, чтобы переход небольшого мощного транзистора нагревался до температуры 100 °C или выше).
При использовании насыщенных переключателей обычно создают большой базовый ток (составляющий обычно 1/10 или 1/20 часть от коллекторного тока) для того, чтобы напряжение Uкэ(нас.) достигало значения в пределах от 0,05 до 0,2 В. Если нагрузка «потребует», чтобы коллекторный ток был значительно больше, то транзистор выйдет из насыщения, и рассеиваемая мощность станет значительно больше. Результаты измерений, представленные на рисунке ниже, показывают, что трудно точно установить, когда транзистор насыщен. Можно использовать, например, такой критерий: IК = 10IБ.
