4.1.5.   Влияние температуры на статические характеристики БТ

Влияние температуры на положение входной характеристики схемы с ОБ при поддержании неизменным ее параметра аналогично ее влиянию на ВАХ полупроводникового диода. В нормальном активном режиме ток эмиттерного перехода можно описать формулой:

Iэ ≈ Iоэ (exp(Uэб) / φт – 1).

С ростом температуры тепловой ток (Iэо) растет быстрее, чем убывает экспонента из-за увеличения jт = k T / q. В результате противоположного влияния двух факторов входные характеристики схемы с ОБ смещаются влево при выбранном токе Iэ на величину DU » (1…2) мВ/°С (рис. 4.11, а).

Начало входной характеристики в схеме с ОЭ определяется тепловым током коллекторного перехода (Iкбо), который сильно зависит от температуры, так что начало характеристики при увеличении температуры опускается (рис. 4.11, б).

Влияние температуры на выходные характеристики схем с ОБ и ОЭ в НАР удобно анализировать по формулам:

Iк = αIэ + Iкбо;

Iк = βIб + (β + 1) Iкбо.

Выходные характеристики при различных температурах должны сниматься при постоянных параметрах (Iэ = const в схеме с ОБ и Iб = const в схеме с ОЭ). Поэтому в схеме с ОБ при Iэ = const рост Iк будет определяться только увеличением Iкбо (рис.4.12, а). Однако обычно Iкбо значительно меньше aIэ, изменение Iк составляет доли процента и его можно не учитывать.

В схеме с ОЭ положение иное. Здесь параметром является Iб и его надо поддерживать неизменным при изменении температуры. Будем считать в первом приближении, что коэффициент передачи (b) не зависит от температуры. Постоянство bIб означает, что температурная зависимость Iк будет определяться слагаемым (b + 1)Iкбо. Ток Iкбо (как тепловой ток перехода) примерно удваивается при увеличении температуры на 10 °С, и при b >> 1 прирост тока (b + 1)Iкбо может оказаться сравнимым с исходным значением коллекторного тока и даже превысить его.

На рис.4.12, б показано большое смещение выходных характеристик вверх. Сильное влияние температуры на выходные характеристики в схеме с ОЭ может привести к потере работоспособности конкретных устройств, если не принять схемотехнические меры для стабилизации тока.