Общие сведения о биполярном транзисторе

Биполярным транзистором называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий в своей структуре два взаимодей-ствующих p-n-перехода и три внешних вывода, и предназначенный, в част-ности, для усиления электрических сигналов. Термин "биполярный" под-черкивает тот факт, что принцип работы прибора основан на взаимодействии с электрическим полем частиц, имеющих как положительный, так и отрица-тельный заряд, - дырок и электронов. В дальнейшем для краткости будем его называть просто - транзистором.

Плоская одномерная структура транзистора приведена на рис. 3.1. Как видно из рисунка, транзистор имеет три области полупроводника, причем две крайние области имеют одинаковый тип электропроводности, а средняя область - противоположный. Структура, приведенная на рисунке, называется n-р-n-структурой, а сам транзистор - n-р-n-транзистором. Области структуры тран-зистора имеют внешние выводы, называемые его электродами, с помощью которых транзистор включается в электрическую схему.

Рис. 3.1. Плоская одномерная структура биполярного транзистора.

На рис. 3.2 приведена реальная структура n-p-n-транзистора, выпол-ненного по диффузионной технологии. Структура транзистора формируется в тонкой полупроводниковой пластине, называемой подложкой. Одна из крайних областей транзистора, имеющая наименьшие размеры, называется эмиттером (Э). Она предназначена для создания сильного потока основных носителей заряда (в данном случае электронов), пронизывающего всю структуру прибора (показан на рис. 3.1 и рис 3.2). Поэтому эмиттер харак-теризуется очень высокой степенью легирования (N_ДЭ = 10¹⁸ … 10¹⁹ см^-3). Другая крайняя область транзистора, называемая коллектором (К), предназ-начена для собирания потока носителей, создаваемого эмиттером. Поэтому коллектор имеет наибольшие размерысреди электродов транзистора. Легируется коллектор значительно слабее эмиттера. Средняя область транзистора называется базой (Б). Она предназначена для управления потоком носителей, движущихся из эмиттера в коллектор. Для уменьшения потерь электронов на рекомбинацию с дырками в базе ее ширина W_Б делается очень маленькой(W_Б << L_n), а степень легирования - низкой - на 2…3 порядка ниже, чем у эмиттера (N_АБ << N_ДЭ).

Рис. 3.2. Структура n-p-n-транзистора, выполненного

по диффузионной технологии.

Между электродами транзистора образуются p-n-переходы. Переход, разделяющий эмиттер и базу, называется эмиттерным переходом (ЭП), а переход, разделяющий базу и коллектор, - коллекторным переходом (КП). С учетом резкой асимметрии эмиттерного перехода (N_ДЭ >> N_АБ) он характе-ризуется односторонней инжекцией: поток электронов, инжектируемых из эмиттера в базу, значительно превосходит встречный поток дырок, инжек-тируемых из базы в эмиттер.

В зависимости от того, в каких состояниях находятся переходы транзистора, различают режимы его работы. Поскольку в транзисторе имеется два перехода (эмиттерный и коллекторный), и каждый из них может находиться в двух состояниях (открытом и закрытом), различают четыре режима работы транзистора. Основным режимом является активный режим, при котором эмиттерный переход находится в открытом состоянии, а коллекторный - в закрытом. В этом режиме транзисторы работают в усилительных схемах. Поми-мо активного, выделяют инверсный режим,при которомэмиттерный переход закрыт, а коллекторный - открыт, режим насыщения,при которомоба перехода открыты, и режим отсечки,при которомоба перехода закрыты.

Наряду с транзисторами n-p-n-структуры, существуют транзисторы симметричной ей р-n-р-структуры, в которых используется поток дырок. Условные обозначения n-p-n- и р-п-р-транзисторов, используемые в элект-рических схемах, приведены на рис. 3.3. Стрелка на выводе эмиттера показывает направление эмиттерного тока в активном режиме. Кружок, обозначающий корпус дискретного (выполненного в отдельном корпусе) транзистора, в изображении бескорпусных транзисторов (входящих в состав интегральных микросхем) не используется. Принцип работы n-p-n- и p-n-p-транзисторов одинаков, а полярности напряжений между их электродами и направления токов в цепях электродов противоположны. В современной электронике наибольшее распространение получили транзисторы n-p-n-структуры, которые, благодаря более высоким значениям подвижности и коэффициента диффузии электронов по сравнению с дырками ( ; ), обладают бо льшим усилением и меньшей инерционностью, чем транзисторы p-n-p-структуры. Поэтому ниже рассматриваются именно n-p-n-транзисторы.

а) n-p-n б) р-n-р

Рис. 3.3. Изображение биполярного транзистора в электрических схемах.

В большинстве электрических схем транзистор используется в качестве четырехполюсника, то есть устройства, имеющего два входных и два выходных вывода. Поскольку транзистор имеет только три вывода, для его использования в качестве четырехполюсника необходимо один из выводов транзистора сделать общим для входной и выходной цепей. Соответственно различают три схемы включения транзистора: схемы с общей базой(ОБ), общим эмиттером(ОЭ) и общим коллектором (ОК). На рис. 3.4 показаны полярности напряжений и направления токов, соответствующие активному режиму в указанных схемах включения транзистора. Следует отметить, что токи транзистора обозначаются одним индексом, соответствующим названию электрода, во внешней цепи которого протекает данный ток, а напряжения между электродами обозначаются двумя индексами, причем вторым указывается индекс, соответствующий названию общего электрода (см. рис. 3.4).

В схеме с общей базой (см. рис. 3.4, а)входной цепью является цепь эмиттера, а выходной - цепь коллектора. Приведенные на рисунке полярности напряжений (u_ЭБ < 0; u_КБ > 0) обеспечивают открытое состояние эмиттерного перехода и закрытое состояние коллекторного перехода, что соответствует активному режиму работы транзистора.

а) ОБ б) ОЭ в) ОК

Рис. 3.4. Схемы включения биполярного транзистора.

В схеме с общим эмиттером (см. рис. 3.4, б) входной цепью является цепь базы, а выходной - цепь коллектора. В схеме ОЭ напряжение u_БЭ > 0 прикладывается к эмиттерному переходу и отпирает его. Напряжение U_КЭ распределяется между обоими переходами: u_КЭ = u_КБ + u_БЭ. Для того, чтобы коллекторный переход был закрыт, необходимо u_КБ = u_КЭ - u_БЭ > 0, что обеспечивается при u_КЭ > u_БЭ > 0.

В схеме с общим коллектором (см. рис.3.4, в) входной цепью является цепь базы, а выходной - цепь эмиттера.

Физические процессы в транзисторе от схемы включения не зависят. Действительно, если в разных схемах включения задать одинаковые напряжения между электродами, то токи транзистора во всех схемах будут одинаковы. Однако усилительные, частотные и другие свойства транзистора в указанных схемах включения оказываются различными.

Различие усилительных свойств определяется в основном тем, как в каждой схеме соотносятся между собой величины входного и выходного токов и входного и выходного напряжений. Так в схеме ОБ входной и выходной токи создаются одним и тем же сквозным потоком электронов (см. рис. 3.1 и 3.2), поэтому усиления по току эта схема не обеспечивает. С другой стороны, входное напряжение, отпирающее эмиттерный переход невелико (доли вольта), а выходное напряжение, приложенное к запертому коллекторному переходу, может быть очень велико (десятки-сотни вольт). Поэтому схема ОБ обеспечивает усиление сигнала по напряжению. В схеме ОЭвходным является маленький ток базы, определяемый в основном эффектом рекомбинации электронов с дырками в базе, а выходным током является ток коллектора, создаваемый сильным сквозным потоком электронов. Поэтому наряду с усилением по напряжению схема ОЭ обеспечивает усиление сигнала по току. Соответственно усиление по мощности в ней оказывается выше, чем в схемах ОБ и ОК, которая обеспечивает усиление только по току.

Более высокие усилительные свойства схемы ОЭ определяет более широкое ее использование по сравнению с другими схемами. В дальнейшем при анализе процессов, протекающих в транзисторе, будем рассматривать его в схеме с общим эмиттером.

3.2. Активный режим работы биполярного транзистора

На рис. 3.5 представлена плоская одномерная структура транзистора, включенного по схеме ОЭ. Показанные на рисунке полярности напряжений обеспечивают активный режим работы транзистора. Для простоты анализа пренебрежем падением напряжения на областях эмиттера, базы и коллектора и будем считать, что внешние напряжения целиком прикладываются к переходам транзистора. В этом случае к эмиттерному переходу приклады-вается прямое напряжение u_ЭП = u_БЭ > 0, а к коллекторному – обратное напряжение u_КП = u_КЭ - u_БЭ > 0, что обеспечивается, как отмечалось выше (см. разд. 3.1) при u_КЭ > u_БЭ > 0.

Рис. 3.5. Плоская одномерная структура транзистора,

включенного по схеме ОЭ.

При подаче прямого напряжения на эмиттерный переход потенци-альный барьер в нем снижается, и происходит инжекция электронов из эмиттера в базу (поток 1 на рис.3.5) и дырок из базы в эмиттер (поток 2). В результате инжекции концентрация электронов (неосновных носителей) на границе базы и эмиттерного перехода резко возрастает по сравнению с их концентрацией в глубине базы, вследствие чего электроны диффундируют к коллекторному переходу. Часть электронов в процессе движения в базе рекомбинирует с дырками (основными носителями заряда) и до коллекторного перехода на доходит. Эти электроны составляют поток 3 на рис. 3.5. Потери дырок на их рекомбинацию с электронами восполняются их потоком из внешней цепи через вывод базы (также показан на рис. 3.5).

Дошедшие до коллекторного перехода электроны (как неосновные носители заряда) не встречают в нем потенциального барьера и все экстрагируются в коллектор. Таким образом в активном режиме всю структуру транзистора от эмиттера до коллектора пронизывает мощный сквозной поток электронов. Протекание его определяется тремя процессами – инжекцией (через эмиттерный переход), диффузией (через базу) и экстракцией(через коллекторный переход). Этот поток создает в цепях эмиттера и коллектора токи i_Э и i_К , направленные навстречу движению электронов. Именно этот сквозной поток обеспечивает усилительные свойства транзистора и поэтому считается единственным полезным потоком в его структуре. Потоки 2 и 3 в усилении не участвуют, поэтому для того, чтобы усилительные свойства были высокими, необходимо чтобы указанные потоки были значительно слабее сквозного потока 1. С этой целью, как отмечалось в п. 3.1, база делается очень тонкой (W_Б << L_n) и легируется гораздо слабее эмиттера (N_АБ << N_ДЭ).

Следует также подчеркнуть, что рассмотренный сквозной поток электронов и, соответственно, токи эмиттера и коллектора очень эффективно управляются входным напряжением u_БЭ. В первом приближении ток коллектора можно определить по известной формуле (2.5)

exp ( ,(3.1)

где ) - тепловой ток транзистора (в зарубежной литературе называемый током насыщения). Этот ток аналогичен электронной составляю-щей теплового тока изолированного p-n-перехода с тонкой базой.

Связанные со встречной инжекцией дырок и рекомбинацией электронов в базе потоки 2 и 3 замыкаются через вывод базы и создают в нем ток i_Б. Для связи тока базы с током коллектора вводится статический коэффициент передачи тока базы . Поскольку ток базы очень мал (по сравнению с током коллектора) β ˃˃ 1. В реальных транзисторах и выше. Ток базы является входным током в схеме ОЭ, а ток коллектора – выходным, соответственно коэффициент β определяет величину коэффициента усиления по току в этой схеме.

В схеме ОБ входным током является ток эмиттера, а выходным – ток коллектора. Для их связи вводится статический коэффициент передачи тока эмиттера . Поскольку часть электронов, инжектируемых из эмиттера, до коллектора не доходит , и, соответственно . В реальных транзисторах 8…0,995. Таким образом, схема ОБ действительно не обеспечивает усиления по току.

Коэффициенты иβ связаны между собой формулами

; (3.2)

. (3.3)

В том случае, когда входной ток транзистора поддерживается постоянным (при питании входной цепи от источника заданного тока), для расчета выходного тока i_К можно использовать формулы

- для схемы ОЭ;(3.4)

- для схемы ОБ.(3.5)

Запишем также важные соотношения для тока эмиттера

; ; (3.6)

Следует заметить, что при обратном напряжении на коллекторном переходе через него протекает обратный ток генерационной природы (см. выше, п. 2.3). Однако в кремниевых транзисторах величина этой генера-ционной составляющей тока и величина теплового тока коллекторного перехода пренебрежимо малыпо сравнению с током, который создает сквозной поток электронов.

Теперь рассмотрим влияние коллекторного напряжения u_КЭ на токи в цепях электродов транзистора. Поскольку в активном режиме коллекторный переход заперт, и как уже отмечалось все достигшие его электроны экстрагируются его полем в коллектор, в первом приближении ток коллектора не должен зависеть от величины u_КЭ. Однако, такая зависимость есть, она определяется эффектом Эрли (эффектом модуляции ширины базы). Суть этого эффекта заключается в изменении ширины базы при изменении напряжения на коллекторном переходе. Как отмечалось в п. 2.3, при увеличении обратного напряжения на коллекторном переходе его ширина увеличивается. При этом переход расширяется преимущественно в сторону базы, как более слабо легированного по сравнению с коллектором электрода, в результате чего ширина базы уменьшается. Сужение базы приводит к некоторому увеличению токов эмиттера и коллектора и уменьшению тока базы. Влияние эффекта Эрли на токи транзистора учитывается эмпирически. Для этого в формулу (3.1) вводится соответствующий сомножитель

exp ( ,(3.7)

где - напряжение Эрли (положительная величина, достигающая десятков вольт).

Следует подчеркнуть, что влияние выходного напряжения u_КЭ на токи в цепях электродов транзистора, и прежде всего на его выходной ток i_К, оказывается в сотни раз слабее, чем влияние входного напряжения u_БЭ. Таким образом в активном режиме ток i_К, создаваемый источником питания в коллекторной цепи, очень эффективно управляется малым входным напряжением. Это позволяет преобразовать энергию источника питания в энергию усиливаемого сигнала, и таким образом реализовать усиление сигнала.

Для расчета токов в активном режиме можно использовать простейшую эквивалентную схему транзистора, приведенную на рис. 3.6. Здесь резис-

тор r_КЭ, отражающий влияние эффекта Эрли, следует учитывать только при большой величине сопротивления нагрузки.

Рис. 3.6. Простейшая эквивалентная схема биполярного транзистора

в активном режиме.

3.3. Усиление электрических сигналов

с помощью биполярного транзистора

В п. 3.2 было показано, что работающий в активном режиме биполярный транзистор позволяетпреобразовать энергию источника питания в энергию сигнала и получать таким образом усиление электрических сигналов. Упрощенная схема усилительного каскада приведена на рис. 3.7. В этой схеме входной сигнал вводится в базовую цепь. В коллекторную цепь

Рис. 3.7. Упрощенная схема усилительного каскада на биполярном

транзисторе, включенном по схеме ОЭ.

включается резистор . Резистор , моделирующий сопротивление полезной нагрузкикаскада, включается между выводом коллектора и землей –см. рис. 3.7. В многокаскадных схемах в качестве полезной нагрузки выступает входное сопротивление следующего усилительного каскада. С учетом того, что полюса источника питания шунтируются конденсатором большой емкости, резисторы и , а также структура транзистора, по переменному току оказываются включены параллельно. Заметим в этой связи, что резистор предотвращает замыкание переменной составляющей тока коллектора на землю. В тех случаях, когда рассматриваемый каскад является оконечным (выходным) каскадом усилителя, его полезная нагрузка (динамик, светодиод, обмотка реле и т.п.) включается в коллекторную цепь вместо резистора . Для простоты анализ процессов в усилительном каскада будем проводить в режиме холостого хода на выходе ( = ∞).

В схеме, приведенной на рис. 3.7, напряжение источника коллектроного питания распределяется между резистором и структурой транзис-тора. В этом случае напряжение между коллектором и эмиттером можно определить по формуле

. (3.8)

Выражая значение тока из (3.1) получаем

. (3.9)

Рис. 3.8. Передаточная характеристика усилительного каскада

на биполярном транзисторе, включенном по схеме ОЭ, и

временные зависимости входного и выходного напряжений.

Последнее уравнение позволяет построить передаточную характе-ристику усилительного каскада, представляющую собой зависимость выходного напряжени от входного напряжения

Передаточная характеристика приведена на рис. 3.8. Отметим, что эта зависимость учитывает не только параметры транзистора, но и величину сопро-

тивления . Поскольку с ростом входного напряжения растет ток кол-лектора и, соответственно, падение напряжение на резисторе выходное напряжение уменьшается. Падающий участок характеристики между точками А и Б соответствует активному режиму работы транзистора. Слева от точки А при эмиттерный переход заперт, и транзистор находит-ся в режиме отсечки. В этом режиме выходное напряжение . Участок правее точки Б соответствует режиму насыщения. Как видно из рисунка, для работы в активном режиме напряжение в любой момент времени должно быть больше порогового напряжения . Однако, реальные источники сигнала формируют двухполярное напряжение с нулевой постоянной составляющей. Поэтому во входную цепьпоследовательно с источником усиливаемогосигналанеобходимо включить источник постоянного напряжения (смещения) Здесь и ниже будем обозначать индексом постоянные токи и напряжения. В этом случае входное напряжение можно представить в виде

, (3.10)

где – переменный входной сигнал, который может представлять собой достаточно сложную функцию времени. Простейшим сигналом является синусоидально изменяющееся напряжение. Отметим, что выбор напряжения смещения определяет многие параметры усилительного каскада – коэффициенты усиления, КПД , искажения и другие.

Обычно выбирается таким образом, чтобы рабочая точка по постоянному току находилась посредине падающего участка передаточной характеристики АБ - см. рис. 3.8. На рисунке также приведены временные зависимости входного и выходного напряжений при подаче на вход синусоидального напряжения с амплитудой . Как видно из рисунка, в малосигнальном режиме, когда рабочая точка, перемещаясь под действием входного сигнала, не выходит за пределы линейного участка передаточной характеристики, выходной сигнал также представляет собой синусоидальное напряжение с амплитудой . Приведенные на рисунке зависимости позволяют оценить усиление сигнала по напряжению. Поскольку прямое напряжение на эмиттерном переходе не может превышать нескольких десятых долей вольта (см. выше, п. 2.2), амплитуда входного напряжения как правило не превышает нескольких сотых долей вольта. Что каса-ется амплитуды выходного напряжения , то она, как видно из рисунка, может достигать величины, близкой к половине напряжения источника питания , которое в свою очередь, может составлять десятки вольт. Таким образом, биполярный транзистор, включенный по схеме ОЭ, способен усиливать сигнал по напряжению в десятки-сотни раз.

Следует также отметить, что входное и выходное напряжения оказываются противофазны (сдвинуты друг относительно друга на 180 градусов), что является важной особенностью схемы ОЭ. В других схемах включения транзистор не инвертирует фазу напряжения.

Схема простейшего усилительного каскада приведена на рис. 3.9. В этой схеме питание базовой и коллекторной цепей транзистора осуществляется от одного источника питания . Это возможно, поскольку напряжение, отпирающее эмиттерный переход, и напряжение, запирающее коллекторный переход, имеют одинаковый знак (для n-p-n-транзистора – положительный). Резистор задает постоянную составляющую тока базы , и, соответственно, постоянные составляющие , и . Часто на входе и выходе каскада включаются разделительные конденсаторы, которые исключают влияние источника сигнала и нагрузки на режим работы каскада по постоянному току.

Рис. 3.9. Схема простейшего усилительного каскада на

n-p-n-транзисторе, включенном по схеме ОЭ.

Будем полагать, что усилительный каскад работает в малосигнальном режиме, т.е. выполняется критерий малосигнальности, рассмотренный в п. 2.7. В этом случае характеристики транзистора могут быть линеаризованы, и малое приращение тока коллектора может быть определено через его полный дифференциал

Δ Δ , (3.11)

где (3.12)

- крутизна транзистора;

= (3.13)

- дифференциальное выходное сопротивление транзистора. Как правило, ˃˃ , и его влиянием можно пренебречь. Аналогично, для малого приращения тока базы можно записать

Δ = , (3.14)

где = (3.15)

- дифференциальное входное сопротивление транзистора. Часто вместо формулы (3.15) используют

= = , (3.16)

где = (3.17)

- дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода. В соответствие с выражениями (3.8) - (3.17) для расчета малых переменных составляющих токов и напряжений транзистора может быть использована малосигнальная экви-валентная схема, приведенная на рис. 3.10.

Рис.3.10. Упрощенная малосигнальная эквивалентная схема

биполярного транзистора, включенного по схеме ОЭ.

Используя (3.11) для малосигнального режима можно записать

. (3.18)

Тогда коэффициент усиления по напряжению равен

. (3.19)

В том случае, когда к выходу каскада подключена полезная нагрузка , ввыражении (3.19) резистор следует заменить эквивалентным сопротив-лением нагрузки . В итоге получаем

. (3.20)

Знак минус отражает противофазность входного и выходного напряжений. В том случае, когда необходимо учесть влияние выходного сопротивле- ния транзистора , включаемого параллельно резисторам и , его следует учесть в правой части выражения для Коэффициент усиления по току в простейшем случае равен

. (3.21)

Таким образом, усилительный каскад на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, обеспечивает усиление и по напряжению, и по току. Поэтому он обеспечивает максимальный среди всех схем включения транзистора коэффициент усиления по мощности

, (3.22)

где и - мощности сигнала на входе и выходе каскада соответственно.

3.4. Режимы насыщения и отсечки. Электронный ключ

на биполярном транзисторе

Как уже отмечалось в п. 3.1, режим насыщения соответствует откры-тому состоянию эмиттерного и коллекторного переходов. В этом режиме прямые напряжения значительно уменьшают потенциальные барьеры в переходах, в результате чего разности потенциалов между всеми тремя электродами транзистора оказываются очень маленькими (порядка 0,1 В и ниже). Кроме того, за счет двойной инжекции (из эмиттера и коллектора) база и оба перехода насыщаются электронами, и их сопротивления и, соответ-ственно, сопротивление всей структуры транзистора резко уменьшается. Таким образом, в первом приближении можно считать, что в режиме насыщения биполярный транзистор стягивается в эквипотенциальную точку или представляет собой короткое замыкание электрической цепи – см. рис. 3.11, а. В режиме отсечки оба перехода заперты, и их сопротивления оказываются очень высокими, поэтому транзистор можно считать разрывом цепи – см. рис. 3.11, б.

а) в режиме насыщения б) в режиме отсечки

Рис. 3.11. Упрощенные эквивалентные схемы биполярного транзистора.

Рассмотренные особенности транзистора в режимах насыщения и отсечки позволяют реализовать на его основе электронный ключ, представляющий собой переключающее устройство, имеющее два устойчивых состояния – открытое (включенное, замкнутое) и закрытое (выключенное, разомкнутое). На рис. 3.12 приведена простейшая схема электронного ключа. В этой схеме так же, как и в рассмотренной в п. 3.3 схеме усилительного каскада, транзистор включен по схеме ОЭ.

Рис. 3.12. Простейшая схема электронного ключа

на биполярном транзисторе.

При подаче на вход низкого уровня напряжения эмиттерный переход заперт. Коллекторный переход заперт обратным напряжением , и транзистор находится в режиме отсечки. При этом выходное напряжение практически равно напряжению источника питания . Такое состояние ключа называется закрытым.

При подаче на вход высокого уровня напряжения напряжение , эмиттерный переход открывается, и резко увеличивается ток коллектора , а напряжение , в соответствии с (3.8), резко уменьшается. При большом токе напряжениена коллекторном переходе становится прямым, коллекторный переход открывается, и транзистор переходит в режим насыщения. В этом случае выходное на-пряжение 0,1 В и ниже. Такое состояние ключа называ-ется открытым.

Режим насыщения можно рассматривать как суперпозицию активного и инверсного режимов. При этом прямой поток электронов из эмиттера в коллектор и, соответственно, создаваемый им ток на первый взгляд должны уменьшаться за счет инверсного потока из коллектора в эмиттер. Однако, поскольку прямое напряжение , отпирающее коллекторный пере-ход, образуется за счет падения напряжения на резисторе , которое вызыва-ется именно током , уменьшение тока коллектора не происходит, а только насыщается его рост, и ток достигает значения .

Отметим также, что в режиме насыщения дифференциальные входное и выходное сопротивления транзистора, как правило, оказываются значительно ниже сопротивлений резисторов и .Поэтому токи в цепях электродов транзистора в режиме насыщения определяются в основном внешними элементамисхемы ключа и слабо зависят от параметров транзистора

≈ , (3.23)

≈ . (3.24)

В режиме насыщения величина выходного напряжения определяется формулой

= , (3.25)

где - разность пороговых напряжений встречно включенных эмиттерного и коллекторного переходов (обычно = 0,05…0,2 В); – выходное сопротивление транзистора в режиме насыщения(реально , где - сопротивление тела коллектора). Более точные расчеты можно проводить с помощью моделей Эберса-Молла и Гумеля-Пуна.

В заключение отметим, что схема электронного ключа на биполярном транзисторе, по существу, совпадает срассмотренной в п. 3.3 схемой усилительного каскада. Различие между этими устройствами наиболее наглядно можно проследить с помощью передаточной характеристики, приведенной на рис. 3.8. Как видно из рисунка, в усилительном каскаде рабочая точка в любой момент времени находиться на крутом участке передаточной характеристики АБ. При этом транзистор работает в активном режиме. В ключе в закрытом состоянии рабочая точка выбирается на горизонтальном участке, соответствующем режиму отсечки(