Е. Айсберг - Транзистор - Это оччень просто!, страница 14

Действительно, кроме исключительных слу. чаев, лампы работают без сеточного тока. В транзисторах же ток базы играет первостепенную роль. Рационауйьная сжема Н.— Вот схема, которую я придумал для снятия этих четырех вели. чии (рнс. 42). Л.— Здесь я вижу потенциометр Яь который служит для изменения со желанию напряжения между базой и эмнттером; это напряжение измеряется вольтметром Ов. Кроме того, у тебя есть потенциометр Ят, служащий для изменения напряжения коллектор — эмнттер, измеряемого вольтметром Ою Ты измеряешь ток базы микроамперметром 1ь, а ток коллектора — амперметром 1 .

Поздравляю тебя, Незнайкин: с твоей схе. мой можно проделать хорошую работу! Что же у тебя не ладится? Н. — У меня складывается впечатление, что я стал жертвой той самой шутки, которую я еще мальчишкой проделывал с нашей бравой кухаркой Меланьей. Л.— Чем же отличалась эта жертва твоей ранней жестокости в области полупроводников? Н. — Однажды вечером я тонкой проволокой соединил все кастрюли между собой, и когда Меланья захотела взять одну из ннх, вся кухон. ная батарея обрушилась ей на голову.

Л, — Это делает честь твоему воображению, если ие твоему хорошему вкусу. Но я все еще не вижу... Ряс. Фт. Схеме, используемая кля сккткк хзрвктерястик трек зястарв. ве первые характеристики Л. — А разве это не нормально? Этим ты демонстрируешь сам рннцип действия транзистора. Прилагая между базой и эмнттером возрастающее напряжение, ты повышаешь величину тока, идущего от эмиттера к базе, и тем самым увеличиваешь ток, идущий от эмиттера через базу к коллектору.

Н. — Разумеется. Это полностью аналогично влиянию сетки на анодный ток и в вакуумной лампе. Кстати, вот две кривые, которые я снял, регулируя потенциометром ссг напряжение сгз н записывая для каждого его значения величины !л и 1» (рис. 43 и 44). с 00 мп 400 .700 200 г00 Дг 04 0,0 0.0 та 0,2 04 Об ОЛ гэ Рпс. 44.

Зевксямость тока коллек. хора Г от напряжения бззя — емятк р иб. Ркс. 43, Зевяскмость токе базы Гб от кзпряжекяя бззз — эмкттер 0 . Нз этом расукке, кзк и кв всех остзлькых, гхе изображены хзрвктеркстэкк трзязосторое, поляркость явпряжекяк базы к коллекторе зе укзвзкл. Потекпкзлы обоих электролов коложктельны откосэтельно эмяттерз у грлязястаров структуры и-р-л и отркпзтельк» у трзпзвсторов структуры Р л"Р. Н. — А тем не менее, это очевидно. У меня сложилось впечатление, что стрелки моих приборов связаны между собой невидимыми ннтямн, ак кастрюли Меланьи.

Достаточно одной нз ннх покачнуться, как две ругие немедленно приходят в движение. Например, когда я поворачаваю учку потеициометра Ль изменяя тем самым напряжение базы Ул, одноременно изменяется ток базы 1л, а также и ток коллектора 1». Л.— Очень хорошо, Незнайкин. Я вижу, что ты испытываешь транзистор средней мощности, потому что коллекторный ток достигает здесь почтенной величины — порядка полуампера... Твоя первая кривая, где взаимодействуют только два элемента — эмиттер и база и которая характеризует зависимость тока базы от потенциала базы по отношению к змиттеру, просто-напросто характеристика диода, образованного эмитте- ° ром н базой. Н. — Правда! Ток увеличивается сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее. Я вижу, что эта крнваи не представляет большого интереса, но, думаю, что другая кривая, отражающая изменение коллекторного тока в зависимости от напряжения базы, имеет большее значение. Незнайнин знаномитпся с обманчивом убффйнизной Л.— Не увлекайси, мой друг.

Вторая кривая действительно очень показательна. Она, в частности, воказывает иам, что к р у т и з н а транзистора далеко не постоянна и изменяется в зависимости от величины напряжения. Н.— Как? Разве, имея дело с транзисторами, тоже говорят о крутизне? Для ламп — это отношение небольшого изменения анодного тока к вызвавшему его небольшому изменению сеточного напряжения.

Л. — Да, здесь по аналогии мы также определим крутизну как отношение небольшого изменения Ы» к вызвавшему его небольшому изменению напряжения базы АУе. Обозначив крутизну бухвой 5, получим: йта а йй ' Крутизна у транзисторов, как и у ламп, выражается в миллиамперах н' вольт. Н.— Я действительно заметил, что при повышении напряжения базы крутизна нашего транзистора возрастает. При переходе от 0,2 к 0,4 в ток увеличился всего на 50 ма, а при повышении напряжения базы от 0,8 до 0,8 э он увеличился примерно на 180 мп. Следовательно, в первом случае мы имеем крутизну 50; (0,4 — 0,2) = 250 ла/э, а во втором случае 180: (0,8 — 0,5) — 900 мп/э. Чудовищно! У лампы никогда нельзя получить такой крутизны.

Л. — Однако не делай слишком поспешных выводов о том, что усиление транзистора действительно так велико. Здесь роль крутизны значительно скромнее, так как в конечном итоге решающее значение имеет ваияние тока базы на ток коллектора. Онасно! Огрантйченная моы~ноежь Н.— Я обнаружил это, когда снимал зависимость тока коллектора )» от тока базы (е для двух значений навряжения У» на иоллекторе; 2 в и 1О в (рис. 45).

Л. — А почему часть кривой для этого последнего напряжения У„ = 1О в проведена пунктиром? Н. — Потому что она нанесена условно. Я не осмелился допустить, чтобы коллекторный ток превысил 35 ла, так как предельная мощность транзистора составляет 350 лэт (в инструкции выпустившего его завода недвусмысленно сказано об этом). Ток в 35 ма при напряжении 10 э дает как раэ эту предельную мощность, а я не хотел превышать ее, чтобы не погубить плод своих сбережений. Л.

— Ты действовал мудро, и мне остается лишь тебя поздравить. Обрати внимание, что кривые, показывающие изменения ( под воздействием )е, чаще всего приближаются к прямой линии. Впрочем, в этом мы утке имели возможность убедиться, рассматривая рис. 24. Н. — Правда, и я вспоминаю, что эти кривые позволяют определить коэффициент усилении по току 5, который показывает, во сколько раз изменения тока коллектора больше изменений тока базы. Л.

— Можешь ли ты определить этот коэффициент по кривой У„=2 ар Н.— Это очень просто. Когда мы повышаем ток базы, например, с 0,5 до ! ла (точки А >и Б), ток коллектора увеличивается с 70 до 97,5 ма, Следовательно, изменению тока базы на 0,5 ма соответствует изменение тока коллектора на 27,5 ма. Значит, усиление по току 0 = 27,5:0,5= 55 рак Л.

— Браво! А в более общей форме можно сказать, что йук к дуб где 07, и Аун представляют соответственно малые изменения тока кол. лектора и тока базы. О Об Рнс, аэ. Заннспность шка коллектора Хк от така баем Уб прн ануа анапеннак непременна коллек тора Ою Соыройфтвление, койыорое не являеуыея на перекличку Н.— Скажите пожалуйста! Все эти малые изменения токов и напра. жений напоминают мне что-то знакомое, как мотив песенки моего далекого детства, После крутизны и коэффициевта усиления нам не хватает только внутреннего сопротивления...

и мы вновь встретим ту же семью основных параметров, что и у ламп. Л.— Осторожнее, мой друг! Еще раз говорю тебе: остерегайся по. спешных аналогий. У ламп коэффициент усиления представляет собой отношение двух напряженнй, у транзисторов — это отношение двух токов. Точно так же, говоря о внутреннем сопротивлении ламп, имеют в виду часто выходное сопротивление, тогда как у транзисторов, как мы уже видели, говорят о в х о д н о м с о п р о т и вот е н и и или сопротивления эмиттер — база.

И, как всякое сопротивление, оно представляет собой отношение напряжения к величине тока, как сказал бы покойный физик Ом. Н. — Или, говоря так же строго, как ты, это — отношение малого изменения напряжения базы к вызываемому им малому изменению тока базы. А применяя для обозначения этих малых изменений милые твоему сердцу «дельты», я бы написал следующую формулу входного сопро.

тивлеинят ьи, )?, = —. Ай«к Л.— Незнайкин, уж ие проглотил лн ты пелую гигантскую камбалу, фосфор которой заставляет твою голову так интенсивно работать? Уж коль скоро ты продемонстрировал свои способности, попробуй-ка рассчитать по одной нз своих кривых величину входного сопротивления твое~о транзистора? Н. — Нет ничего проще. Для этога нужно вернуться к кривой на ряс.

43, показывающей, как изменяется !а в зависимости от (?е, Мы видим, что при переходе от 0,5 к 0,6 в ток изменяется примерно на 1 ма, а (?»х, как известно, можно рассчитать, разделив 0,1 на 1, что даст нам 0,1 ом. Л.— Не стыдно ли тебе, Незнайкин, в твои годы путать миллиамперы с амперами? Н.— О, простите! Я должен был разделить 0,1 в на 0,001 а, что даст мие Л»х = 100 ом. Очень полезное еоопьноийение Л. — Вот это лучше.