Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Параметры тиристорных оптопар — входные и выходные токи и напряжения, соответствующие включению, рабочему режиму и максимальным допустимым режимам, а также время включения и выключения, параметры изоляции между входной и выходной цепями. В качестве фотоприемника часто используются симметричныс тиристоры — симисторы или гривки В качестве примера приведен фстосимистор 1Ь 420, выпускаемый фирмой 1пйпеоп (рис.б.19), имеющий параметры напряжение изоляции 4.4кВт, входной ток 60мА, ток удержания тиристора 2мА, максимальное выходное напряжение 600В. ОБЩ Рис. 6 20 Оптоэлектронная интегральная микросхема НЯРЬ2400 ГЛАВА 7 БИПОЛЯРНО ТРАНЗИСТОРЫ 7.1.
Режимы работы транзистора Биполярный транзистор — полупроводниковый элемент с двумя р-п пе- ' ~)едодами и тремя выводами, который служит для усиления или переключе "фьп1 сигналов. Они бывают р-п-р и п-р-п типа. На рис.7.1, а и б показаны их )урдовные обозначения к к Э э э э Рис. 7.1. Биполярные транзисторы В нк днодныс эквивалентные схемы: а) р-п-р, б) п-р-п транзистор Транзистор сосюит из двух противоположно включенных диодов, ко)взр)ке обладают одним общим р- илн п- слоем. Электрод, связанный с ним, 'Жб)йвается базой Б, Два других электрода называются эмиттером Э и кол Л)Е)Гтнром К.
Диодная эквивалентная схема, приведенная рядом с условным -:Фбозиачением, поясняет структуру включения переходов транзистора. Хотя , 'Масхема не характеризует полностью функции транзистора, она дает возмож- йбетьпредставить действующие в нем обратные и прямые напряжения. Обыч ',миереход эмитгер — база смещен в прямом направлении (открыт), а переход .вяза' — ковлектор — в обратном (заперт).
Поэтому источники напряжения дол4ИЬт бмть включены, как показано на рис.7.2 Укэ а) б) Рис. 7.2. Полярность включения: а) п-р-п, б) р-п-р транзистора 89 Транзисторы и-р-л типа подчинаотся следующим правилам (для транзисторов р-п-р типа правила сохранянэзея, но следует учесть, что полярности напряжений должны быль изменены иа противоположные): 1 Коллекюр имеет более положительный потенциал, чем эмнттер. 2. Цепи база-эмиттер и база-коллектор работают как диоды (рнс.7П). Обычно переход база-эмитгер открыт, а переход база-коллектор смещен в обратном направлении, т.е. приложенное напрвкение препятствует протеканию тока через него.
Из этого правила следует, что напряжение между базой и эмиттером нельзя увеличивать неограниченно, так как потенциал базы будет превышать потенциал эмнттера более чем на О,б — 0,8 В (прямое напряжение диода), при этом возникает очень большой ток. Следовательно, в работающем транзисторе напряжение на базе и эмнттере связаны следун)щнм соотношением; (!Б = 0'~+в,бВ; (Т! = и и ~. (73) 3 Каждый транзистор характеризуется максимальными значениями1 1, У .
В случае превышения этих параметров необходимо использовать еще Б' КЭ' один транзистор Следует помнить и о предельных значениях других параметров, например рассеиваемой мощности Р, температуры, У и др. 4. Если правила 1 — 3 соблюдены, то ток коллектора прямо пропорционален току базы. Соотношение токов коллектора и эмитгсра приблизительно равно (7. 2) 1 га1, где а=0,95... 0,99 — коэффициент передачи тока эмиттера.
Разность между эмнперным и коллекторным токами в соответствии с первым законом Кирхгофа (и как видно из рис. 7.2, а) представляет собой базовый ток (7 3) Б Э К Ток коллектора зависит от тока базы в соответствии с выражением: 1 =ф1„ (7.4) где )!=а/(!-а! — коэффициент передачи тока базы, 9»1. Правило 4 определяет основное свойство транзистора. небольшой ток базы управляет большим током коллектора Режимы работы транзистора. Каждый переход биполярного транзистора можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимости от этого различают следующие четыре режима работы транзистора. 90 " Усилительный или активный режим — на эмитгерный переход подано йрзямое напряжение, а на коллекгорный — обратное.
Именно этот режим ра б)згы транзистора соответствует максимальному значению коэффициента "мпврсдвчи тока эмиттера. Ток коллектора пропорционален току базы, обеспе ::, зовя гзется минимальные искажения усиливаемого сигнала. Инверсный режим — к коллекторному переходу подведено прямое на ~рь~)ькецие, а к эмитгерному — обратное. Инверсный режим приводит к значи тельному уменьшению коэффициента передачи тока базы транзистора по 'в))венецию с работой транзистора в активном режиме и поэтому на практике йойользуется только в ключевых схемах Ражим насыщения .
оба перехода (эыиттерный и коллекторный) нахо ц)ггся под прямым напряжением. Выходной ток в этом случае не зависит от : '",)входного и определяется только параметрами нагрузки. Из-за малого напря: -~иид Между выводами коллектора и эмиттера режим насыщения использу)Ео®я для замыкания цепей передачи сигнала. Режим отсечки — к обоим переходам подведены обратные напряжения. ' ' Твк как выходной ток транзистора в режиме отсечки практически равен нулю, этот ревсим используется для размыкания цепей передачи сигналов. Основным режимом работы биполярных транзисторов в аналоговых ус...;:::фойствах является активный рсжим. В цифровых схемах транзистор работа,, 1ж~'.В ключевом режиме, т.е.
он находится только в режиме отсечки или насыФепйя, минуя активный режим 7.2. Усиление сигналов с помощью транзистора Усиление с помощью транзистора. На рис.7.3 изображена схема уси Котельного каскада с транзистором типа и-р-п. Принято данную схему назы.."'чвгхь' схемой с общим эми1тером, так как эмиттер является общей точкой для : "вкбда и выхода схемы. Входное напряжение Ь' которое нужно усилить, пода~тся от нсточниввзколебаний на участок база — эмитгер. На базу подано также положитель ':.:йое:Смешение от источника Е, являющееся прямым напряжением для эмит- 1 :.,-'-::;~фиого перехода. При этом в цепи базы протекает некоторый ток. Цепь кол., лекгтора питается от источника Ег Для получения усиленного выходного наПРзпкеиия в эту цепь включена нагрузка А Работа усилительного каскада с транзистором происходит следующим ' ОоФЬом.
Изобразим эквивалентную схему усилительного каскада (рис.7.4) Напряжение источника Е, делится между сопротивлением нагрузки А„ .н ьээйротивленнем транзистора г постоянному току коллектора. Это сопро- тивление приблизительно равно сопротивлению юллевторного перехола г, лля постоянного тока. Напряжение на коллекторе транзистора определяется из выражения: ('к Ез ~х"гг (7.5) Если во входную цепь включается источник колебаний, то при илаенении его напряжения меняется ток эмитгера, а, следовательно, сопротивление коллекторного перехола г к Тогда напряжение источника Е, будет перераспределяться между Я и г . При этом переменное напряжение на резисторе нагрузки может быть получено в десятки раз бачьшим, чем входное переменное напряжение.
Изменения тока коллектор» почти равны изменениям тока эмиттера и во много раз больше изменений тока базы, Поэтому в рассматриваемой схеме получается значительное усиление тока, напрюкения и мощности. Временные диаграммы напряжений и токов траюнстора изображены на рис.7 5 Следует обратить внимание, что напряжение Бг инвертировано по фазе относительно входного сигнала. Этот свойство схемы вытекает нз выражения (7 5). 7З. Основньзе схемы включетнан н параметры транзисторов Рис. 7.3.
Схема включения транзистора в усилительный каскад (схема с общим э м итгером) Рис. 7.4. Эквивалентная схема усилительного каскада Биполярный транзистор как усилительное устройство может быть представлен в виде четырехполюсника. В зависимости от того, какой нз выводов транзистора является общим для входа и выхода чстырехполюсника, различают схему включения транзистора с общим эмнтгером (ОЭ), рис.7.3, общей Йо (укэ з ' ':;, ' .Рис. 7.5.
Временные диаграммы работы транзисторного усилителя :$4РЙ (ОБ) рис.7.6 а, и общим коллектором (ОК) рис.7.б б. Во избежание .яф~фбок при этом надо помнить, что под входом (выходом) понимают точки, а)вв)Иду'которыми действует входное (выходное) переменное напряжение. Не з. '!~~в))(уст рассматривать вход и выход по постоянному напрюкению. Оа..( 1я а) б) '' Рис. 7.б. Включение п-р-п транзистора в схему с ОБ (а) и ОК (б) 93 В случае включения транзистора в схему с ОЭ входным током является ток базы, выходным — ток коллектора. Схема с ОЭ является самой распространенной, так как она дает наибольшсе усиление по мощности. Усилительные свойства транзистора при включении его по схеме с ОЭ характеризует один из главных его параметров — коэффициент передачи тока базы — р Коэффициент д' для разных транзисторов лежит в диапазоне от десятков до тысяч, а реальный коэффициент усиления по току каскада всегда меньше, так как при включении нагрузки ток коллектора транзистора уменьшается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
