Bessonov2 (1063916), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Тогда коэффициент усиления по току я, = ~и „„/И„„= /„ /1„~=5,0 мА/1ОО мкА=50. Коэффициент усиления по напряжению й„= Ьи„„„/Аи,„= К„/„ /!/, = 500 5,0. 10 з/0„02=125. Коэффициент ус ил ения по м ощ ности й =ЬР,„„/Ьр =(г Р )/((/, ! )= = 500(5,0. 10 з)~/0,02 ! ОО 10 в = 6250. Входное сопротивление транзистора между зажимами эмиттер — база для синусоидальной составляющей йц„~ —— б',вщ/! щ = От02 В/) 00 мкА=200 Ом. Выходное сопротивление между зажимами эмиттер — коллектор для синусондальной составляющей й, „= У,„ //„~ = 2,45 В/5,0 мА=490 Ом. В тепловом отношении транзистор работает в ненапряженных условиях, так как мощность, выделяемая в нем в режиме, соответствующем точке п(рнс.
15.24, б), Ю о!ко=35В 13! мА=45,8мВт, что значительно меньше допустимой для данного транзистора мощности рассеяния 150 мВт. Берем первую гармонику переменной составляющей коллекторного тока. 485 ла ~ ~ (1зхо (~м "ги И й г) 4 Рис. 15.25 й! 5.35. Принцип работы полевого транзистора. Полевыми называют транзисторы, управляемые электрическим полем. Их работа обусловлена в основном носителями одной полярности, поэтому их называют иногда униполярными. Принцип действия полевого транзистора поясняет рис. 15.25, а.
В полупроводнике п-типа создается небольшая р-область. У и-области имеется два электрода: исток И и сток С. Электрод р-области называют затвором 3. С помощью электрода 3 создается электрическое поле в п-области, примыкающей к р-области. Это поле влияет на распределение в ней основных носителей (электронов). Если потенциал затвора 3 станет меньше потенциалов истока И и стока С, то упомянутая часть и-области (границы ее показаны точками) оказывается обедненной электронами.
Вследствие этого ширина канала, по которому могут проходить основные носители от электрода истока к электроду стока, уменьшается. Если потенциал стока С будет выше потенциала истока И (и „~0), то током от истока к стоку можно управлять, изменяя напряжение между истоком и затвором и,„. При некотором и,„=и,„~ проводимость канала стремится к нулю и ток 1,=0. В полевом транзисторе р-типа и- и р-области меняются местами по сравнению с транзистором и-типа.
Условные обозначения полевого транзистора л-типа показаны на рис. 15.25, б, а р-типа — на рис. 15.25, в. ф 15.36. ВАХ полевого транзистора. Входные (стокозатворные) ВАХ 1,=Ди,„) при некоторой фиксированной температуре показаны на рис. 15.25, г. Параметром является напряжение между стоком и истоком и,„.
При некотором напряжении и„.„=и,„, проводящий канал перекрывается и ток г,=О. Семейство выходных (стоковых) характеристик г,=~(и ) при па'- раметре и,„изображено на рис. 15.25, д. На обоих рисунках в направлении стрелки параметр возрастает.' $15.37. Схемы включения полевого транзистора. Три основных способа включения полевых транзисторов п-типа изображены на рис. 15.26. На рис 15.26, а показана схема с общим истоком, на рис. 15.26, б — с общим затвором, на рис. 15.26, в — с общим стоком.
Полярности источников для транзисторов р-типа следует изменить на противоположные по сравнению с указанными. э Полевые транзисторы имеют очень большое (теоретически бесконечно большое) входное сопротивление (во много раз больше, чем у биполярных), и потому схема их замещения (рис. 15.26, г) при относительно малых переменных составляющих для области относительно низких частот напоминает схему замещения электронной лампы (см.
рис. 15.30). На ней изображен источник тока 5и,„, где Я=Л1,/Ли,„— крутизна характеристики; и,„— малая переменная Рис. 15.2б составляющая входного напряжения; д,. = И,/Лия„— внутренняя проводимость. Достоинством полевых транзисторов является также большое усиление по току и мощности.
ф 15.38. Основные сведения о трехэлектродной лампе. Трехэлектродная лампа (триод) имеет три электрода: катод, анод и сетку. Эти электроды находятся в вакуумированном стеклянном или металлическом баллоне. Катод, подогреваемый нитью накала от вспомогательной батареи (обычно не показываемой на схемах), испускает электроны вследствие явления термоэлектронной эмиссии.
Поток электронов направляется ко второму (холодному) электроду — аноду — только в том случае, если потенциал анода выше потенциала катода. Если же потенциал анода сделать ниже потенциала катода, то потока электронов от катода к аноду не будет (в этом случае анод не притягивает электроны, а отталкивает их). В результате этого электронная лампа обладает несимметричной ВАХ. Третий электрод — сетка — расположен ближе к катоду, чем анод. Поэтому электрическое поле, создаваемое между сеткой и катодом, даже при малых напряжениях между ними оказывает сильное влияние на поток электронов с катода на анод.
Сетка является управляющим электродом. Путем изменения потенциала сетки можно управлять анодным током лампы. Как и транзистор, электронная лампа может быть включена в схему тремя основными способами: с общим катодом, с общей сеткой и с общим анодом (в зависимости от того, какой из электродов является общим для анодиой и сеточной цепей). На рис.
15.27 изображена наиболее часто употребляемая схема — схема с общим 1у катодом. Как и транзистор, электронная Ф лампа может служить в качестве усилите- ~с ля тона, напряжения и мощности. Воамож- 1~а т ~и ность выполнения лампой всех этих функций основывается на том, что изменение разности потенциалов между сеткой и катодом оказывает более сильное влияние на Рис. 15.27 а) поток электронов с катода на анод, чем изменение (на то же значе- ние) разности потенциалов между анодом и катодом.
ф 15.39. ВАХ трехэлектродной лампы для мгновенных значений. Цепь, образованную анодом и катодом трехэлектродной лампы, источником ЭДС Е, и нагрузкой Р„, называют анодной цепью. Цепь, образованную сеткой и катодом электронной лампы и источником ЭДС Е„называют сеточной цепью. Напряжение между анодом и катодом и, называют анодным напряжением, между сеткой и катодом ис — сеточным напряжением. Ток в анодной цепи г, и ток в сеточной цепи г, нелинейно зависят от анодного и сеточного напряжений и, и и,. Под анодными характеристиками трехэлектродной лампы понимают зависимость анодного тока ~, от анодного напряжения и,. при сеточном напряжении и,, взятом в качестве параметра.
На рис. 15.28, а изображено семейство анодных характеристик лампы. Стрелка на рис. 15.28, а — в указывает направление, в котором возрастает параметр. Если семейство анодных характеристик рассечь прямыми и,=соп81, то можно получить семейство кривых г,=Ди,) при параметре и,.
Такие кривые называются сеточными(анодно-сеточными) характеристиками трехэлектродной лампы (рис. 15.28, б). Для них характерно, что ток ~,~0 при и,=О; кроме того, имеется область насыщения, в которой ток г, почти не увеличивается с ростом и, Семейство кривых 1,=Ди,) при различных значениях анодного напряжения и положительных значениях ис для одного из типов ламп изображено на рис. 15.28, в. В общем случае при работе лампы одновременно меняются и, и и,. и изображающая точка на семействах анодных и сеточных характеристик перемещается с одних кривых на другие. В частном случае работы, когда и, остается неизменным или почти неизменным, К,=~(ис) изображается одной кривой семейства кривых (рис. 15.28, 6). Если электронная лампа работает при отрицательных или сравнительно малых положительных напряжениях на сетке, то сеточный ток имеет малое значение и его в расчете, как правило, не учитывают.
Следует отметить своеобразие сеточной характеристики по сравнению с обычными ВАХ: сеточная характеристика дает связь не между током через нелинейный элемент и напряжением на нем, что характерно для обычных ВАХ, а между мгновенным значением тока через нелинейный элемент и мгновенным значением управляюгцего напряжения на нем.
$!5А0. Аналитическое выражение сеточной характеристики электронной лампы. Сеточная характеристика прн иа=сог!з(можег быть приближеннопредставлена отрезками прямых (рис.!5.29). Часть сеточных характеристик, например характеристика, выделенная жирной линией на рис. 15.28, б, может быть описана полиномом третьей степени: га = 1ао+аис — Ьис з где 1ао — значение тока 1, при ис=О; а( А ° В ) и Ь(А. В ) — числовые коэффицн— ! — 3 енты. Для определения коэффициентов а и Ь следует выбрать на характеристике две ТОЧКИ С КООРДИНатаМИ (1а!, и !) Н (1 2, и,2) И РЕШИТЬ СИСТЕМУ ДВУХ УРаВНЕНИЙ С ДВУМЯ неизвестными: га! 1ао+аис! Ьис! з.
1 2 "аО+аис2 Ьис2. 3 Характеристика потипу пунктирной кривой на рис. 15.28, б может быть приближенно описана полиномом пятой степени: гао+ Рис+ Г)ис — Гис' з з где р, г н д — числовые коэффициенты. ф 15.41. Связь между малыми приращениями входных и выходных величин электронной лампы. Как упоминалось в Э 15.40„анодный ток) является функцией не только анодного, но и сеточного напряжения: 1,=1,(и„и,). 1сли по отношению к некоторому исходному состоянию (У~, (гс) сеточное напряжение получит небольшое 'приращение Лис, то оно вызовет приращение анодного напряжения Ли, н анодного -тока Ма Проделав выкладки, аналогичные выкладкам $ 15.32, получим Ь|а = д,Аи +5Ьи,, (15.46) гдето,= — внутренняя проводимость лампи(проводимость между анодом и катодом). Уа+,йа Рис.
15.29 Рис. 15.30 489 Величину, обратную дл называют внутренним сопротивлением лампы (сопротивление между анодом и катодом): И;= 1/д;. (15.47) Крутизна характеристики лампы Я имеет размерность проводимости: (15А8) =Р Проводимость д; и крутизна характеристики 5 зависят от вида характеристик лампы и исходных напряжений !/ и (/с Отношение 5 кд;называют коэффициентом усиления лампы: (15.49) (15.51) Ли,+Ли„= О, где Ьиа — приращение напряжения на нагрузке Йн. В уравнение (15.5! ) вместо Ли„подставим й„А1, и вместо Аи, в соответствии с уравнением (15.50) Я;И,— 1ьЛи,.
В результате получим (/~а+%)/~!а = 1~Мис' (15.52) Уравнению (15.52) отвечает схема на рис. 15.30, б. В этой схеме к управляемому источнику ЭДС ИЛи, присоединены нагрузка Я„и внутреннее сопротивление электронной лампы Яг Таким образом, для малых приращений анодную цепь электронной лампы замещают (имитируют) источником ЭДС рЛи, и последовательно с ним включенным резистором сопротивлением Я;. ЭДС этого источника пропорциональна изменению напряжения на сетке лампы (т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
