Е. Айсберг - Транзистор - Это оччень просто!, страница 8

Л,— Нет, далеко не все. Ток внесет в базу (обласгь р) свободные электроны из эмиттера, который состоит из полупроводника типа л. А так улеилтлглЛ база Коллекл ел Рнс. ЭЗ. Созааваз поток заектронов нз змнттера в базу, нсточннн напРзженнн Еб з от«рмвает нм зороту через коа. лектор. как база тонкая, то лишь небольшого количества этих электРонов хватит для заполаения дырок, находящихся в области р. При этом в соответствии с механизмом, который мы рассмотрели в прошлый раз, через вывод базы будет выходить небольшой ток базы 1е.

Большинство же проникших в базу электронов продолжит свое движение и проникнет в коллектор, откуда они будут извлечены куда более высоким потенциалом источника напряжения Е»,. Следовательно, они преодолеют потенциальный барьер второго перехода и, пройдя через коллектор и источник Е, „ вернутся к эмнттеру. Н. — Удивительно! Если я правилыю понял, то достаточно приложить небольшое напряжение между базой н эмиттером, чтобы открыть электронам путь через второй переход база — коллектор, который в обычных условиях стоит перед ннм в обратном направлении. Л.— Да, Незнайкин. Именно в открывании запертого обратным напряжением второго перехода заключается т р а н з и с т о р н ы й э ф ф е к т. И,— Я думаю, что дело станет для меня яснее, если ты назовешь мне порядок величин используемых напряжений и токов.

Микроамперы базы и мкллиамперы коллектора Л,— Между базой и эмиттером обычных маломощных транзисторов прикладывают напряжение порядка 0,2 з. Пра этом в цепи базы прокодит ток в несколько десятков микроампер. Напряжение же, приклады. ваемое между коллектором и змиттером, может составлять 5 — 10 з н больше. Ток коллектора бывает от 0,5 мп до нескольких миллиампер. Н. — Одним словом, эмиттер впрыскивает в базу некоторое количество электронов, небольшая часть которых сразу же возвращается к эмиттеру через источник напряжения Ее, (это те электроны, которые во время своего короткого пробега по базе имели несчастье повстречаться с дырками), но большая часть электронов продолжает свой путь; оаи пересекают второй переход, входят в коллектор н возвращаются к эмиттеру через источник напряжения Е ,. Я уже догадался, что усилительное действие транзистора заключается в том, что ток коллектора значительно больше тока базы.

Л.— Ты несколько спешишь, но ты не ошибаешься. Усиление заключается в том, что ток коллектора зависит в основном от тока базы н меняется пропорционально изменениям последнего. Вообще ток коллекгора в несколько десятков раз больше тока базы. Вот, например, кривая, показывающая, как изменяется ток коллектора в зависамости от тока базы для одного иэ транзисторов (рис. 24), Будь внллтателен, Незнайкигй Ток базы выражен здесь в микро а и и ер а х, а ток коллектора — вмял.

лиамперах. Проявив достаточную наблюдательность, ты заметишь, что ток коллектора за вычетом начального тока, существующего в отсутствие 27 тока базы, всюду в 50 раэ больше тока базы. В этом случае говорят, что усиление по току равно 50. Н. — А как снимается такая кривая? Л.— Очень просто. Изменяя при помощи потенциометра прикладываемое между оазой н эмнттером напряжение (рис. 25), надо измерять соответствующие друг другу аначения тока базы (мнкроамперметром) и тона коллектора (мнллнамперметром) . Н. — Любознайкип, у меня есть одна идея.

Вместо того чтобы крутить ручку потенциометра и изменять тем самым напряжение между эмиттером и базой, давай приложим по. следовательно с источником постоянного напряжения Еб-а какой-нибудь сигнал, например высокочастотное напряжение из антенны или низкочастотное напряжение, получаемое после Р дР РРР 55Р гРР Упи дагеб мкп детентирования (рнс. 26)'. Вызывая таким образом небольшие изменения тока базы, мы получим значительные нзмеиения тока коллектора. Эмижлтер База «штлеллтпр Рис. 25, Схема, при поможи которой можно снять характеристику, изображенную на рис.24. При каждом полажеиия движка потенинометра Я изме.

ряются значения така базы н тока коллектора. Рис. 2б. Между базой и вмнттером приложена переменное напрнжение. Сразу же появляется переменная составля~ощая тока в пепи. Щ Л. — Браво, Незнайкии) Квк ты додумался до такой блестящей идену Н.— Видишь ли, мне в этот момснт представилась аналогия между транзистором н электронной лампой. Вот, например, база, ведь она удивительно похожа на сетку. Так же как и сетка, она размещена между змнттером н коллектором, будто между катодом (он ведь тоже эмиттирует электроны) и анодом (а он-то их собирает). И так же квк небольшие изменения потенциала сетки вызывают значительные изменения вводного тока, здесь слабые изменения напряжения в цепи базы создают значительные изменения тока коллектора.

Ура) Я понял суть транзистора! Разве я не один нз ясновидцев'." (Р мд ф. цоб ь. 2 Сжодсррйви и 7)аг йййчййя Рис. 24. Зависимость тока коллек тора Ук (а миллиамперах) ат така базы Гб (в микроамперах). Между тачкамй А и Б ток базы увеличивается ст 50 да 1ОО мка, т. е.

иа 50 мко, илн 0,05 мм. Ток «оллектора межлу етыми же тачками возрастает от 3 да 5,5 ма, т. е. на 2,5 ми. Следовательно, усиление по току составляет2,5;0,05 50 раз. 28 Л. — По правде говоря, триумф твой весьма скромен. Я рискую обдать твой юношеский энтузиазм холодным душем: я должен сказать, чта аналогия лампа — транзистор хоть н облегчает понимание некоторых явлений, но имеет свои ограничения, о которых ие следует забывать. Н.— Я не вижу существенной разницы.

Л. Для начала имеется олив, и весьма существенная наличие тока базы. Вспомни, как прн использовании ламп мы тщательно стараемся предотвратить возникновение сеточного тока. Н. — Правильно. Мы подаем на сетку отрицателыюе сыешение чтобы помешать ей становиться положительной при пиках положительных значений сигнала, что сделало бы ее конкуренткой анода и она стала бы захватывать электроны. Л.— Поэтому входной сигнал у лампы представляет собой напряисение, которое практически не создает никакого тока, а следовательно, здесь нет и расхода мощности В транзисторе же напряжение входного сигнала вызывает соответствующий ток, а зна щт, надо говорить и о затрате мощности.

Н. — Должен ли я сделать из этого вывод, что у транзистора промежуток эмиттер †ба имеет входное сопротивление и, вероятно, малое? Л. — Разумеется. Его величина составляет всего каких-нибудь не. сколько сотен ом, тогда как сопротивление между катодом и сеткой вакуумной лампы практически бесконечно большое, У мощных же транзисторов это сопротивление составляет несколько ом или десятков ом. А вот выходное сопротивление транзистора, напротив, довольно высокое н может достигать нескольких десятков тысяч ом. ' Н.

— Ясно. Ведь к переходу змиттер — база напряжение прикладывается в прямом направлении, что снижает сопротивление, а к переходу база — коллектор — в обратном направлении, что должно сделать его сопротивление весьма высоким. Любопытно, что выходное сопротивление у транзистора получается того же порядка, что у электронных ламп. Л. — Как видишь, Незнайкнн, не следует без особой необходимости и не сделав соответствующих оговорок прибегать к аналогии лампа— транзистор, А так как мы приступили к основному вопросу — о входном и выходном сопротивлениях, ты легко поймешь, как происходи~ в транзисторе усиление по напряжению. угси.йЕниЕ ИО нппряжЕНиЮ Н. — Я предполагаю, что небольшое переменное напряжение, прило. женное между базой и эмиттером, определяет, как мы уже говорили, изменение тока базы.

Л. — И эти изменения будут тем больше, чем меньше входное сопротивление (если источник напряжения сам имеет малое внутреннее сопротивление)'. Н. — Это я понимаю, так как в голове у меня постоянно сидит закон Ома, по которому ток будет тем больше, чем меныпе сопротивление. Л. — Однако ток коллектора изменяется пропорционально току базы.

Следовательно, оп тоже будет претерпевать зпачительиые изменения. Но поскольку выходное сопротивление транзистора велико, мы без осложие. ннй можем пропускать ток коллектора через большое сопротивление на. грузки... ' Сопротивления, а которых говорит Любознаакнн, рассчнтыиаются путем деле. ння малых змсн*нна напряжения иа вызываемые нп изманыги» ток .

Следовательно, входное с оп рати ален не а Сгб вх ау гас агтб — малое изменение нэпрюкеиия межлу эмнттероы и базой, а аг — возникаю- б шее в результаге этого изменение тока базы Точно так же ам ходи ос сап рати влепи е а бгк г вых ау к где аьтк — изменение напряжения, приложенного между коллекторон и эмиттерон, а аг — саатаетствЗ ющее изменение тока коллектора. Н. — ...на котором мы выделим значительно усиленные перемеивые напряжения. Еслн память мне не изменяет, у электронных ламп отношение изменения анодного тока к вызвавшему его изменению напряжения на сетке называется крутизной. Можно ли в царстве транзисторов применять это же понятне? В этом случае крутизной было бы отношенне изменения тока коллектора к изменению напряжения базы.

За(ил(отер база Келлеллгпр Рис. 27. Ряя источника дяаряжсяия (для цспя базы я лля цепи коллектора> могут быть зямсясяы алиям исгочяидом с отводам (ямасин огяоля ог багарси можяо армм»лить делитель ляяря- ЕЕ жсяия из дяугсацрогиялсяяй!. Нд яяЛбшсм рисунке цоядяяяо также место включения соарагяялсяия я»груздя ря яя котором выдсдясгся усилсцяоа яй- хадяас напряжение. Ел-л Л. — Да, Незнайкин.