Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Важная величина, характеризующая транзистор — сто входнос сопротивление. Для схемы с ОЭ оно составляет от сотен до единиц килом, что является сравнительной малой величиной. Это существенный недостаток биполярных транзисторов Выходное сопротивление схемы составляет от единиц до десятков килем. К недостаткам схемы с ОЭ относятся также меньший по сравнению со схемой ОБ частотный диапазон и меньшая температурная стабильность. В схеме с ОБ выходным током является ток коллектора, а входным — ток эмитгера.
Хотя эта схема дает значительно меньшее усиление по мощности и имеет еще меньшее входное сопротивление, чем схема с ОЭ, все же ее иногда применяют, так как по своим частотным и температурным свойствам она значительно лучше схемы с ОЭ. Коэффициент усиления по току каскада несколько меньше единицы, по напряжению — такой же, как и в схеме с ОЭ. Входное сопротивление для схемы с ОБ получается в десятки раз меньше, чем в схеме с ОЭ, выходное сопротивление в этой схеме получается до сотен килоом.
Следует отметить, что каскад с ОБ вносит при усилении меньшие искажения, чем каскад по схеме с ОЭ. В схеме с ОК (рис 7 б, б) коллектор является общей точкой входа и выхода, поскольку источники питания Е, и Е, всегда шунтировань| конденсаторами большой емкости и для переменного тока могут считаться короткозамкнутыми Особенность этой схемы в том, что входное напряжение полностью передается обратно на выход, т.е. сильна отрицательная обратная связь. Именно поэтому такой каскад называют эмиттерным повторителем.
Коэффициент усиления по напряжению схемы с ОК близок к единице, причем всегда меньше ее, коэффициент усиления по току почти такой же, как в схеме с ОЭ, коэффициент усиления по мощности равен нескольким десяткам. Входное сопротивление каскада в схеме с ОК составляет десятки килом, выходное — единицы килом и сотни Ом, что является важным достоинством схемы. Схема с ОК называется эмигтерным повторителем и используется для согласования источников сигналов и нагрузок. Основными параметрами, характеризующими транзистор как активный , 'магинейный четырехполюсник (при любой схеме включения), являются ' ~рэффициенты усиления.
по току к, = к(1„~11 по напряжению кс = й(1, УАУм; по мощности к — кгк — ЛР 1АР а также входное сопротивление л = Ь' /1 выходное сопротивление Л„„= Ь',л, l 1„ Для удобства сравнения параметры трех схем включения транзисторов дведены в табл.7. ( Таблица, 7, 1 :...Важнейшие параметры основных схем включения транзисторов С;ема л>К Десятки — сотни Немнпго л~еньше, единицы Десятки — сотни ~ Десятки — с~инп Сотни -десятки тысяч Сотни олл— Единицы —,' Десятки — сотни десятки Ом кидом единицы килоолл Единпцы— десятки килем Сотнп кидов~ —, :Сотни ом— - ллаэцвый сдвиг Злеждс Свкц и Гю единицы метаем единицы килосм (бп' и 95 Каждой схеме включения транзистора соответствуют свои статические Маряктеристики, представляющие собой зависимость токов через транзис .
43рйт приложенного напряжения. Из-за нелинейного характера указанных "4ФВИсимостей их представляют в лрафической форме. Транзистор как четырехполюсник характеризуется входной и выходной ,:.::,йкатзтческими вольт-амперными характеристиками (ВАХ), показывающими . '~ЖФВЕтственно зависимость входного тока от входного напряжения (при по ,:ьЪлнйном значении выходного напряжения транзистора) и выходного тока от амкйдного напряжения (при постоянном входном токе транзистора).
Стати:-'~чФтяе входные и выходные ВАХ биполярного транзистора и-р-п типа для ,:ьнкДМы с ОЗ пРиведены на Рис.7.7. Очевидно, что они имеют ЯРко выРажен ,'Илзай:.Нйднисйимй ХарактЕр. При этом входные ВАХ (рис.7 7, а) подобны пря мой ветви диода, а выходные (рнс.7.7, б) характеризуются вначале резким возрастанием выходного тока 1 при возрастании выходного напряжения (7 а затем по мере дальнейшего роста напряжения, незначительным его увеличением. Переход значений выходного тока на пологий участок соответствует границе области насыщения транзистора, когда оба перехода открыты.
и=-с и а а) Рис 7.7 Входные (а) и выходные (б) статические характеристики транзистора л-р-л типа, включенного с ОЭ На выходной характеристике транзистора можно выделить три области, отвечающие различным режимам работы транзистора: насыщения (заштрихованная область левее линии ОА); отсечки (заштрихованная область ниже линии ОБ, соответствующая закрытому состоянию транзистора); активной (незаштрихованиая область между линиями ОА ОБ, соответствующая активному состоянию транзистора) Статические характеристики используют для расчета нелинейных цепей, содержащих транзисторгя Влияние температуры Транзисторы, работающие в аппаратуре, нагреваются от окружающей среды, от внешних источников теплоты, например, от расположенных рядом нагретых деталей, и от токов, протекающих через сам транзистор Излаенение температуры оказывает значительное влияние на работу полупроводниковых приборов. При повышении температуры увеличи вается проводимость полупроводников и токи в них возрастают.
Особенно сильно растет с повышением начальный ток коллектора 1 (рис.7.7). Возрас- ко талие этого тока ведет к изменению характеристик транзистора. Для обеспечения постоянства режимов служит температурная стабилизация, но она полностью не может устранить изменение параметров транзистора. Чостоглные свойства.
С повышением ч асппы усиление, даваемое транзистором, снижается У этого явления есть две причины. Во-первых, на более высоких частотах сказывается вредное влияние емкостей р-л псрсходов. 9б особенно емкости перехода коллектор — база С... Эти емкости включеньг па,-:,:::. раллельно цепи прохождения сигнала и они совместно с сопротивлениями :::, ' эмиттерного и коллекгорного переходов дают эффект фильтров нюкних частот, те. с ростом частоты коэффициент передачи уменьшается Вторая причина снижения усиления на высоких частотах — отставание по фазе переменного тока коллектора от переменного тока эмиттера.
Оно вызвано инерцион'-: ..: ностью процесса перемещения носителей заряда в транзисторе. Частотные свойства транзисторов характеризуются граничной частотой усиления7, которая соответствует А; = 1, т е при этой частоте транзистор в ', - схеме с ОЭ перестает усиливать ток, Для построения электронных схем, работающих в области высоких ча.
стот, используются высокочастотные транзисторы. Кроме этого применяются.специальные схемотехнические приемы, позволяющие повышать рабочую частоту транзисторных схем 7.4. Эквивалентные схемы транзисторов Эквивалентные схемы применяют для анализа цепей, содержащих тран:::::,зисторы. Исходя из того, что биполярный транзистор есть совокупность двух ,.встречно включенных взаимодействующих р-и переходов, его можно представить в виде эквивалентной схемы, показанной на рис.7.8. Яа~б лОГ~!7 Б -. Рйс. 7.8. Эквивалентная схема транзистора в видо модели Эбберса — Молла Эквивалентная схема биполярного транзистора на постоянном токе являя>щаяся нелинейной моделью транзистора, называется моделью Эбберса— Мана.
Эта модель транзистора нелинейиа по своей сути и обычно применя::.-"-:"'4тся для анализа транзистора при больших изменениях напрюкения и тока Для анализа работы транзистора при малых входных сигналах можно :-,,: исподьзовать простейшую линейную эквивалентную схему транзистора (рис.7.9) Рис. 7.9. Линейная эквивалентная схема транзистора Основным элементом этой схемы является источник тока, управляемый входным напряжением; 1 = Я/~, где Я вЂ” крутизна транзистора, равная для маломощных транзисторов 10,.100мАЛЗ. Сопротивление г характеризует потери энергии в коллекторной цепи.
Его величина для маломощных транзисторов равна десяткам и сотням килоом. Сопротивление эмиттерного перехода г„равно сотням ом или единицам килоом. Это сопротивление характеризует потери энергии на управление транзистором. Значения параметров эквивалентной схемы можно найти, указывая рабочие точки на входных и выходных ВАХ транзистора и определяя соответствующие производные в этих рабочих точках (или задавая в рабочих точках приращения соответствующих токов и напряжений). Более точные н полные эквивалентные схемы транзисторов включают емкости переходов, учитывают нелинейности переходов транзисторов, содержат обьемные сопротивления полупроводников, индуктивности выводов и паразитные емкости.
Такие сложные эквивалентные схемы широко используются в практике математического моделирования электронных схем (и применяемых в пакетах М1сго-САР, Вез(дп Сеп1ег и др.). ГЛАВА 8 ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 8Л. Разновидности и реапьмьг работы полевых транзисторов Полевыми транзисторами (ПТ) называются полупроводниковые при. боры, которые в отличие от обычнъгх биполярных транзисторов управляются электрическим полем, т.е практически без затраты лгощности управляющого сигнала В англоязычной литературе эти транзисторы называют транзисторами типа РЕТ (Р)е!г! Е!Тес! Тгапв)згог).
Различают шесть различных типов ПТ. Их условные обозначения в электрических схемах представлены на рис.8 1 Погювай транзистор Полевой транзистор с управляющим р-и-переходом МОП-транзистор М О П -тра из исто р со встроенным каногюм МОП-транзистор с индуцированным канатом Гнваналвиыи с р-квналгиыи с п-каналнныи с р-каналыгыгг с и-каналыгыи р-канагьныи с 4 Рис. 8 1. Разновидности полевых транзисторов Управляющим электродом ПТ является затвор 3 Он позволяет управлять величиной сопротивлени» между стоком С и истоком И (область полупровод. ника между С и И называют каналом).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
