Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 77
Текст из файла (страница 77)
С двух сторон в пластину вплавлены индиевые электроды Э и 11. При плавлении индия между каждым из этих электродов в в ю и (17-5) 467 ния Е, (рис. 17-25) между эмиттером и базой, а нагрузочное сопротивление Й„, напряжение иа котором представляет собой усиленный сигнал, нключить между коллектором и базой. При отсутствии входного сигнала в цепи эмнттера проходит постоянный ток 1, и ток в цепи коллектора 1х = = 1, — 1а = 1, создает на сопротивлении нагрузки 17, постоянное напряжение, которое является выходным: (17-4) При появлении на входных зажимах переменного напряжения (у,„результирующее напряжение в цепи база— эмиттер будет состоять из двух составляющих Е, и У,„.
В соответствии с напряжением ток в цепи эмиттера 1, и ток в цепи коллектора 1, также будут состоять из двух составляющих. Переменная со- Р Р 0 ставляющая тока коллектора создает на сопротивлении нагрузки )т„переменную состав- хсл йахн ляющую выходного напряжения (1, „, которая будет уси- + 57 Й ленным напряжением входного сигнала Увх. Рис. 17-25. Применение транан- Отношение вЫходного на- стара руа-р аля усиления напряжения 11, „= 1,Я„к вход- леаанни. ному напряжению У,„= 1,)с, называется к о э ф ф и ц и е н т о м у с и л е и и я т р а нзистора по напряжению: Ывнх ухйн йн л„= — =— Г вх Гвдв йв Так как коллекторный ток 1„почти равен эмиттерному току 1„ то коэффициент усиления по напряжению приближенно равен отношению сопротивлений )с„/17,.
Следовательно, для получения достаточно большого усиления необходимо сопротивление нагрузки брать большим по сравнению с сопротивлением цепи эмиттера Я,. Коэффициент усиления по мощности (17-6) вх 1вхсв Из рассмотренного выше ясно, что устройство транзистора и трехэлектродной электронной лампы различны, различны и происходящие в них физические процессы, но при использовании их в качестве усилителей можно провести некоторые аналогии.
В электронной лампе при работе ее в качестве усилителя приращение сеточного напряжения вызывает изменение электронного потока, усиление анодного тока и увеличение напряжения (мощности) в нагрузке. В транзисторном усилителе приращение напряжения между эмиттером и базой вызывает изменение количества эмиттированных основных носителей заряда (дырок или электронов), усиление тока в цепи коллектора н увеличение напряжения (мощности) в нагрузке. Таким образом, общим для того и другого усилителей является при малой мощности сигнала на входных зажимах получение на выходе подобного сигнала большой мощностии. Из преимуществ транзисторов перед электронными приборами отметим: отсутствие цепи накала и, следовательно, упрощение электрической схемы, увеличение механической прочности и долговечности, постоянная готовность к работе, малые размеры и масса, низкое напряжение питания, малая мощность и высокий к, п.
д. Из недостатков транзисторов отметим: зависимость режима работы от температуры окружающей среды, значительное различие между входными и выходными сопрос тивлениями, небольшая выходная мощность, чувствнтель'=". ность к перегрузкам, разброс параметров, т. е. отдельнывф однотипные триоды значительно отличаются друг ат друга'~ по своим параметрам и др. 47-41. Схемы вшночения н характернстним транзисторов Возможны три основные схемы включения тран- ' зистора: с общей базой (рис. 17-26,а), с общий э м и т т е р о 'м (рис. 17-26, б) и с о б щ и м к о л л е к - . т о р о м (рис. 17-26, а).
Схемы включения транзисторов . отличаются своими свойствами, но принцип усиления,; электрических колебаний, рассмотренный выше, остается,. неизменным. Схема транзистора с общей базой по существу рассмот- ', рена выше 8 17-10). В этой схеме через источник сигнала проходит весь ток эмиттера и поэтому усиления по току З), не происходит. Коэффицзент усиления по току, как мывидели, в лучшем случае имеет значения а = 0,9 †: 0,996,, Включая триод по схеме с общнм эмнтгером, получим усиление це только по напряжению, но н по току, вследствне того что через нсточпнк сигнала проходит ток базы, ,который значительно меньше тока коллектора. Коэффициент усиления по току (1 в этой схеме определяется как отноше- лл хх а) Рис.
1т-26, Схемы вилючения транзисторов. е — с общей базой; б — с общим емиттероей е — с общим коллектором. нне приращения тока коллектора к приращению тока базы прн постоянном напряжении на коллекторе: — прн (/„= сопз1. Ык а/б (17-?) Учитывая равенство /, = /, + /б, найдем: Ык а/к/Ыз ~ (17 й) ы, — а/и (ыз)ы,) — (ык/ыз) ! — а ' Для триодов коэффициент усиления () имеет значение 10 — 200. Зависимости между током н напряжением во входной н выходной цепях триода определяются его вольт-амперпымн характеристиками.
На рвс. 17-27, а показаны входные характеристики трнода типа р-п-р, включенного по схеме с общей базой: /е = / ((/еб) прн Укб = сопз1. Прн малых значениях напряжения между эмнттером н базой ((/,б) эмнттерный ток /, растет медленно (сопротнвленне р-хоперехода велико), а затем крутнэпа характеристики увеличивается. Одна характеристика (рнс. 17-27, а) снята прн напряжения между .коллектором н базой, равном нулю ((/,б = О), а другая — прн напряжении (/„б = — 15 В. Прн увелнченнн отрицательного напряжения (/„б входная характерн- 469 стика смещается влево, так как происходит незначительное увеличение эмиттерного тока вследствие влияния поля, созданного напряжением У„б на эмиттерный переход. На рис.
17-27 показаны выходные характеристики 1,=1(У,б) при !,=сопб1. Выходные характеристики показывают, что напряжение 6'кб весьма слабо влияет на коллекторный ток 7„, так как в основном он зависит от количества дырок, инжектируемых (впрыскиваемых) эмиттером в базу, т. е. от эмиттерного тока !,. йг аз аз дев а) а -и -тз-га -гб а ф' Рис. 17-27. Вм . Вмм-ампериые ггарактеристики триода р-п-р, включен.
ного по схеме с "общей базой. а — ВКОДИЫЕ ХЕРВКтЕРИСткКИ Iв Г'(Ув1 ПРК Окб СОПС(; б — ВЫВСДИЫЕ кврвктеристики Г, г'(у бг пра Г = сопс(. В ыходные характеристики дают возможность определить коэффициент передачи тока (17-3) а = ЬЦМ„ где Ȅ— разность ординат, принадлежащих двум характеристикам (например 2 и 3 мА рнс. 17-27, б), соответствующим одной и той же оси абсцисс (например, — 7,5 В); а Л7,— разность эмиттерных токов, 'при которых снимались характеристики (например, Л7, = 3 — 2 = 1 мА)с На рис. 1?-28 показаны входные и.выходные характеристики триода типа р-л-р, включенного по схеме с общим эмиттером. Входные характеристики (рис; 17-28, а) представляют собой зависимость тока базы !б от напряжения между базой и эмиттером Уб, при напряжении У„, = сопз1, т, е.
1б ( (Убв) Прн Укв. СОП$1 470 п ри малых значениях напряжения У, ток растет медленно по мере ел * еу еи р "~а «ру- \ ной. Наклон линейнь различен при различных вы Вых выходных напряжениях У . р нк несколько ыходные характеристики (рис. 17-28, б) кв. 7,=1(У„,) при 7а=сопз(. Выходные характеристики транзисто а ти включенного по схеме с общим э ра типа р-а-р, о щим эмиттером, в рабочей части 1 1кг 1ат 1эа о ищ и~эх - О а) «эг «эа Йтээ Рас. 17-2 . а . - 8. Статаеескае характе котика ф а ..
ркстккк триода р-а-р, екдюкеккото а — входиые характеристики; а вы выходкые характеристики. имеют наклон больший, чем у одноименных для схемы с обшей б й Это При рассмотрени бог - - в на процесс инжекции ного по схеме с об им ал и ра ы триода типа -а-, в теми же характеристиками, что и им коллектором, обычно п ользуются тером. ' ми, что и для схемы с общим.эмнт- Параметры транзисторов, применяемые для о свойств, делятся на первич ы е вичные и вторичные.
К первичным параметрам 'Относятся: 1. Сопротивление эмиттерного пе ехо а значе~~~ десятков оьь 2, Соп ротивление базы га, имеющее значение сячами ом; атН 4. Коэффициент усиления по току, обозначаемый или !1 в зависимости от схемы соединения транзистора. Вторичные. параметры устанавливают связь между малыми приращениями токов и напряжений в транзисторе. Они определяются схемой включения транзистора.
Наибольшим применением пользуется система Ь-параметров. Параметры можно определить по статическим характеристикам. Для схемы с общим эмиттером (рнс. 17-26, б) Ь-параметры определим по характеристикам (рнс. 17-28): 1. Входное сопротивление транзистора Ьал = —" = '" '" при У„„= сопя! . (17-9) Л/б эба — !аэ 2.
Величина, обратная коэффициенту усиления по напряжению, Ьа а — — — — — — л— ~ — д прн 7м = сопз1. (17-10) 3. Коэффициент усиления по току 4. Выходная гфоводимость ат„. дг; Ь,а= " = ' — при (аа=сопз!. (17-!2) ЬГ~к Г~кэа — Г~кээ Для усиления напряжения часто применяют схему с общим эмиттером (рис, 17-29, а). Рассмотрим процесс усиления напряжения, воспользовавшись входными (17-29, б) и выходными (!7-29, в) характеристиками.
Нанесем на выходные характеристики линию нагрузки, проведя ее через точку Б, соответствующую э. д. с. источника Ека = 12 В и точку В, определяемую током 7к.„,к, = = Е„(й„. Допустим при отсутствии входного сигнала ток базы выбран 7а = 0,1 мА, тем самым определено поло'жение рабочей точки А на линии нагрузки. Входное напряжение, амплитуда которого У,„„„, = 0„05 В вызывает (рис. 17-29, б) изменение тока базы (а от 0,1 — 0,05 = 0,05 мА до О,! + 0,05 = 0,15 мА. График изменения тока базы; обусловленного входным напряжением, показан на рис, 1?-29, в. На том же рисунке дан график изменения выходного напряжения; амплитуда которого У,ых, макс = = 2,5 В, в то время как входное напряжение имеет амплитуду У„х „,„, .= 0,05 В.
Таким образом, коэффициент усиления по напряжению Ац= '' ' = — ' —— 50. 1'вмх, мвкс . 2.3 1/вх. макс 0 03 и Разделительные конденсаторы Ср„н Ср, служат для выделения переменных составляющих напряжения. ,иА дз % '~ мА (Ъ а1 Орв О Дх ~11Д и Рнс, 17-29. Схема усилителя нанряясения с общим эмнттером (а) н характеристики усилителя 1б и в), Так как обычно одного усилительного каскада бывает недостаточно, то прибегают к многокаскадным усилителям.
На рис. 17-30 в качестве примера дана схема двухкаскадного усилителя, включенного по схеме с общим эмиттером. Рис. 17-30. Схема двухкаскадното усилителя напрямеии)т на транзисторах, включенных по схеме с общим эмитгером. 16 Попов В. С., нвкоавев С, л. 473 3 2 1 мА мА А дрбмА 17-12. Обозначения попупроводниковых триодов Обозначение полупроводпнкового триода, также как н диода содержит пять элементов: 1-й элемент обозначения — буква, указывающая исходный материал прибора: à — гермапнй, К вЂ” кремйнй, А— арсеннд галлия; 2-й элемент обозначения — буква, указывающая тнп прибора; Т вЂ” транзистор; 3-й элемент обозначения — цифра, указывающая класс нлн назначенне прибора: 1 — транзнстор малой лющностн до 0,3 Вт низкой частоты (не более 3 МГц); 2 — трапзнстор малой мощности средней частоты (от 3 до 30 МГц); 3— транзнстор малой мощностн высокой частоты (более 30 МГц); 4 — транзистор средней мощностн (от 0,3 до 1,5 Вт), низкой частоты; 5 — транзистор средней мощностн средней частоты; 6 — транзистор средней мощностн высокой частоты; 7— транзистор большой мощности (более 1,5 Вт) низкой частоты; 8 — транзистор большой мощности средней частоты; 9— транзистор большой мощности высокой частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
