Интернет журныл о промышленности в Украине

Зворотний колекторний струм

  1. Пряме і зворотне включення PN-переходу
  2. Зворотний колекторний струм
  3. Вплив зворотного колекторного струму
  4. Як борються зі зворотним колекторним струмом

В пройшли ой статті ми з вами розібрали такий важливий параметр транзистора, як коефіцієнт бета (β). Але є в транзисторі ще один цікавий параметр. Сам по собі він нікчемний, але делов може наробити ого-го! Це все одно що галька, яка потрапила в кросівок легкоатлету: начебто маленька, а заподіює незручність при бігу. Так чому ж заважає ця сама "галька" транзистору? Давайте розберемося…

Пряме і зворотне включення PN-переходу

Як ми пам'ятаємо, транзистор складається з трьох напівпровідників. PN-перехід , Який у нас база-емітер називається емітерним переходом, а перехід, який база-колектор - колекторним переходом.

Так як в даному випадку у нас транзистор NPN, значить струм буде текти від колектора до емітера, за умови, що ми будемо відкривати базу, подаючи на неї напругу більш ніж 0,6 Вольт (ну щоб транзистор відкрився).

Давайте гіпотетично візьмемо тонкий-тонкий ножик і виріжемо емітер прямо по PN-переходу. У нас вийде якось ось так:

У нас вийде якось ось так:

Стоп! У нас що, вийшов діод ? Так, він самий! Пам'ятайте, в статті вольтамперная характеристика (ВАХ) ми розглядали ВАХ діода:

Пам'ятайте, в статті   вольтамперная характеристика (ВАХ)   ми розглядали ВАХ діода:

У правій частині ВАХ ми з вами бачимо як гілочка графіка дуже різко злетіла вгору. В цьому випадку ми подавали на діод постійна напруга ось таким чином, тобто це було пряме включення діода.

В цьому випадку ми подавали на діод постійна напруга ось таким чином, тобто це було пряме включення діода

Діод пропускав через себе електричний струм. Ми з вами навіть проводили досліди з прямим і зворотним включенням діода. Хто не пам'ятає, можна прочитати тут .

Але якщо поміняти полярність

то діод у нас не буде пропускати струм. Нас завжди так вчили, і в цьому є частка правди, але ... наш світ не ідеальний).

Пам'ятайте принцип роботи PN-переходу? Ми його представляли як воронку. Так ось, для цього малюночки

Так ось, для цього малюночки

наша воронка буде перегорнуто шийкою до потоку

наша воронка буде перегорнуто шийкою до потоку

Напрямок потоку води - це напрямок руху електричного струму. Воронка - це і є діод. Але ось вода, яка потрапила через вузьке горлечко воронки? Як же її можна назвати? А називається вона зворотний струм PN переходу (Iобр).

А як ви думаєте, якщо додати швидкість течії води, збільшиться чи кількість води, яке пройде через вузьке горлечко воронки? Однозначно! Значить, якщо додавати напруга Uобр, то і збільшиться зворотний струм Iобр, що ми з вами і бачимо в лівій частині на графіку ВАХ діода:

Але до якої межі можна збільшувати швидкість потоку води? Якщо вона буде дуже великий, наша воронка не витримає, стінки тріснуть і вона розлетиться по шматочках, але ж? Тому на кожен діод можна знайти такий параметр, як Uобр.макс, перевищення якого для діода рівнозначно смерті.

Наприклад, для діода Д226Б:

Uобр.макс = 500 Вольт, а максимальне зворотне імпульсна Uобр. імп.макс = 600 Вольт. Але майте на увазі, що електронні схеми проектують, як то кажуть "з 30% запасом". І якщо навіть у схемі зворотна напруга на діоді буде 490 Вольт, то в схему поставлять діод, який витримує більше 600 Вольт. З критичними значеннями краще не грати). Імпульсна зворотна напруга - це різкі сплески напруги, які можуть досягати амплітудою до 600 вольт. Але тут теж краще взяти з невеликим запасом.

Зворотний колекторний струм

Так ... а що я це все про діод та про діод ... Ми ж ніби як транзистори вивчаємо. Але як не крути, діод - цеглинка для побудови транзистора. Значить, якщо докласти до колекторного переходу зворотна напруга, то у нас через перехід потече зворотний струм, як в діоді? Саме так. І називається такий параметр в транзисторі зворотний колекторний струм. У нас він позначається як IКБО, у буржуїв - ICBO. Розшифровується як "струм між колектором і базою, при відкритому емітер". Грубо кажучи, ніжка емітера нікуди не чіпляється і висить в повітрі.

Щоб заміряти зворотний струм колектора, досить зібрати ось такі простенькі схемки:

для NPN транзистора для PNP транзистора

У кремнієвих транзисторів зворотний струм колектора менше, ніж 1 мкА, у германієвих: 1-30 мкА. Так як у мене мультиметр заміряє тільки від 10 мкА, а германієвих транзисторів під рукою немає, то провести цей досвід я не зможу, так як дозвіл приладу не дозволяє.

Ми так і не відповіли на питання, чому зворотний струм колектора має таке важливе значення і приводиться в довідниках? Вся справа в тому, що при роботі транзистор розсіює якусь потужність в простір, значить нагрівається. Зворотний струм колектора дуже сильно залежить від температури і на кожні 10 градусів за Цельсієм збільшує своє значення в два рази. Не, ну а що такого? Нехай зростає, нікому ж начебто не заважає.

Вплив зворотного колекторного струму

Вся справа в тому, що в деяких схемах включення частина цього струму проходить через емітерний перехід. А як ми з вами пам'ятаємо, через емітерний перехід тече базовий струм. Чим більше керуючий струм (струм бази) тим більше керований (струм колектора). Це ми з вами розглядали ще в про шлой статті. Отже, найменша зміна базового струму веде до великої зміни колекторного струму і вся схема починає працювати неправильно.

Як борються зі зворотним колекторним струмом

Значить, найголовніший ворог транзистора - це температура. Як же з нею борються розробники радіоелектронної апаратури (РЕА)?

- використовують транзистори, у яких зворотний колекторний струм має дуже мале значення. Це, звичайно ж, кремнієві транзистори. Невелика підказка - маркування кремнієвих транзисторів починається з букв "КТ", що означає До ремніевий Т ранзістор.

- використання схем, які мінімізують зворотний струм колектора.

Зворотний струм колектора - важливий параметр транзистора. Він приводиться в даташіте на кожен транзистор. У схемах, які використовуються в екстремальних температурних умовах, зворотний струм колектора буде грати дуже велику роль. Тому, якщо збираєте схему, де не використовується радіатор і вентилятор, то, звичайно ж, краще взяти транзистори з мінімальним зворотним колекторним струмом.

Так чому ж заважає ця сама "галька" транзистору?
Але ось вода, яка потрапила через вузьке горлечко воронки?
Як же її можна назвати?
А як ви думаєте, якщо додати швидкість течії води, збільшиться чи кількість води, яке пройде через вузьке горлечко воронки?
Якщо вона буде дуже великий, наша воронка не витримає, стінки тріснуть і вона розлетиться по шматочках, але ж?
Значить, якщо докласти до колекторного переходу зворотна напруга, то у нас через перехід потече зворотний струм, як в діоді?
Ми так і не відповіли на питання, чому зворотний струм колектора має таке важливе значення і приводиться в довідниках?
Не, ну а що такого?
Як же з нею борються розробники радіоелектронної апаратури (РЕА)?