Все кривые на одном графике

Л. — Устами младенцев глаголет истина... А теперь надо тебе сказать, дорогой друг, что различными данными, распыленными по снятым тобой кривым, будет значительно легче пользоваться, если ты возьмешь на себя труд составить по результатам своих измерений график, показывающий, как изменяется ток коллектора при изменении напряжения на нем.

Н. — Если я правильно понял, речь идет о кривых, аналогичных кривым, характеризующим анодный ток в зависимости от анодного напряжения.

Л. — Совершенно верно.

Н. — А при каком напряжении на базе я должен снимать такие кривые?

Л. — Вычерти серию кривых для ряда значений . Установи, например, для начала 0,2 в. Затем, начиная с нуля, повышай постепенно напряжение на коллекторе и записывай соответствующие значения тока (рис. 46).

Н. — Это очень любопытно. Начиная от нуля ток достигает величины при напряжении менее 2 в и затем совершенно перестает нарастать, даже если напряжение на коллекторе Довести до 24 в. Чем это объяснить?

Рис. 46. Зависимость тока коллектора от напряжения коллектора при различных значениях напряжения базы и тока базы (для того же транзистора средней мощности, что и на рис. 43, 44 и 45).

Л. — Ты столкнулся с явлением насыщения. Когда все носители зарядов, вызванные к жизни приложенным между базой и эмиттером напряжением, участвуют в образовании тока коллектора, ты можешь сколько угодно повышать напряжение коллектора...

Н. ...самая красивая девушка в мире не может дать больше, чем она имеет.

Л. — Теперь, когда ты снял кривую при в, можешь снять другие кривые, например при в, и т. д. Впрочем, ты можешь устанавливать не то или иное значение напряжения базы, а ряд значений тока базы . Кривые для такого случая показаны на рис. 46 пунктиром. Как видишь, мы можем получить два семейства кривых, показывающих зависимость тока коллектора от напряжения коллектора при различных значениях либо напряжения базы, либо тока базы. Говорят, что эти последние значения, которые устанавливаются для каждой из кривых, являются параметрами семейства характеристик.

Сходства и различия

Н. — Эти почтенные семьи во многом похожи на те семейства, которые показывают, как у вакуумных ламп анодный ток изменяется в зависимости от анодного напряжения, когда в качестве параметра принято сеточное напряжение. Особенно поразительное сходство наблюдается с пентодами (рис. 47).

Рис. 47. Зависимость анодного тока пентода от анодного напряжения при различных значениях смещения на управляющей сетке

Рис. 48. Выходные характеристики транзистора малой мощности. На левом графике масштаб напряжений коллектора UK растянут, чтобы лучше показать, что происходит в области малых напряжении.

Л. — Правильно, но тем не менее следует отметить два серьезных! различия: во-первых, характеристики пентода как бы выходят из одной точки и затем расходятся...

Н. — ...наподобие фейерверка.

Л. — Да, если такое сравнение тебе нравится. А у транзисторов кривые очень быстро поднимаются, а затем после изгиба идут почти горизонтально. Ты лучше убедишься в этом, рассматривая характеристики транзистора малой мощности (рис. 48). Во-вторых, кривые пентода расположены плотно одна к другой при больших отрицательных значениях сеточного напряжения, а затем расстояние между соседними кривыми увеличивается. А у транзистора при различных значениях тока базы расстояние между характеристиками (на рис. 48 проведены пунктиром) на всем протяжении примерно одинаковое. И в этом проявляется одно из преимуществ транзистора.

Н. — Почему?

Л. — А разве ты не видишь, что он будет с меньшими искажениями, чем пентод, усиливать сигналы с большой амплитудой? Одинаковое изменение тока базы в положительную и отрицательную стороны вызовет одинаковые изменения тока коллектора. У пентода же положительные и отрицательные полупериоды сеточного напряжения вызывают неодинаковые изменения анодного тока.

Н. — И это проявляется в тех ужасных искажениях, которые называются нелинейными. Следовательно, транзистор превосходит пентод лучшим показателем линейности. Да здравствует транзистор!

Использование характеристик

Л. — Я хотел бы вернуться к семейству характеристик, изображенному на рис. 46, чтобы ты лучше понял, какие полезные сведения содержатся в них о важнейших свойствах транзисторов. Пользуясь этими кривыми, ты можешь, например, определить крутизну для любого напряжения базы.

Н. — Действительно, если я, например, перехожу от напряжения базы 0,4 к 0,5 в (из точки А в точку Б), то ток повышается от 75 до , т. е. на . Следовательно, крутизна .

Л. — Так же легко ты можешь определить по нашему графику и усиление по току.

Н. — Я думаю, что для этого нужно перейти с одной кривой Iб на другую. Возьмем, например, точки Г и Д, для которых разница тока базы составляет ток коллектора возрастает с 220 до , т. е. на . Следовательно, усиление по току . Это достаточно просто... но что за странная кривая спускается слева направо, которую ты пометил надписью 350 мвт?

Л. — Она показывает предельную мощность транзистора. Для каждой из точек этой линии произведение напряжения коллектора на величину его тока равно 350.

Н. — И правда, десяти вольтам соответствует ток , а напряжению в пять вольт — ток . Так, значит, это граница, которую не дует переходить?