И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 24
Текст из файла (страница 24)
В приведенных н следующих схемах смещение на базу подается от источника йх через резистор й, а конденсатор С, является разделительным. Его назначение объяснено в предыдущем параграфе. Источник усиливаемых колебаний иногда включается на вход транзистора не через конденсатор, а через входной трансформатор (рис. 4.18).
В этой схеме конденсатор Ср служит для того, чтобы переменное напряжение подавалось на вход транзистора без потерь на резисторе Я. Важным является использование транзисторов для генерации колебаний. Пример простейшей схемы транзисторного генератора с индуктивной обратной связью приведен на рис. 4.19. Этот генератор работает следуюгцим образом. При включении питания в коллекторной цепи начинает протекать ток, под влиянием которого в контуре 7.С возникают свободные колебания. Без транзистора они затухли бы вследствие потерь энергии в кон~уре. Но благодаря катушке обратной связи Ео которая индуктивно связана с катушкой контура У колебания от контура передаются на вход транзистора (через конденсатор Ср). Если в результате усиления в контуре возникают колебания, совпа- Рнс, 4.19. Схема простейшего транзисторного генератора с индуктивной обратной связью дающие по фазе с первоначально возникшими свободными колебаниями и имеющие достаточную мощность для компенсации потерь энергии в контуре, то затухание прекратится.
В контуре будут генерироваться незатухающие колебания. Для того чтобы усиленные колебания имели нужную фазу и йоддерживали колебания в контуре ).С, а не заглушали их, необходимо правильное включение катушки ьг Переменные напряжения на коллекторе и на базе должны быть в противофазе.
Мы рассмотрели примеры каскадов с включением транзистора по схеме с общим эмиттером. Конечно, возможны также и другие схемы включения. ГЛАВА ПЯТАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ а) икй г00 750 700 50 0 -50 7б 5.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ Зависимости между токами и напряжениями в транзисторах выражаются статическими характеристиками транзисторов, снятыми при постоянном токе и отсутствии нагрузки в выходной цепи.
Характеристики необходимы для рассмотрения свойств транзисторов и для практических расчетов транзисторных схем. В транзисторах взаимно связаны всегда четыре величины: (ц нь и,, из— входные н выходные токи и напряжения. Одним семейством характеристик эту зависимость показать нельзя. Необходимо два семейства. Наиболее удобно рассматривать семейство входных хараюнеРисн7ик (к =7'(и,) вместе с семейством выходных харакнчсрис7пик (з = 7 (из).
Для каждой из трех схем включения транзистора существует свое семейство характеристик. Пользуясь характеристиками, надо обращать внимание на то, к какой схеме онн относятся. Мы рассмотрим основные характеристики для наиболее распространенных схем — с общим эмиттером и с общей базой. Эти характеристики приводятся в справочниках. Поскольку напряжения и токи транзисторов типа и — р — и и р — и — р имеют разные знаки, то иногда характеристики строят с учетом этого, т.е. отрицательные значения напряжения и тока откладываются на осях влево н вниз. Однако удобнее их откладывать вправо и вверх в любом случае.
Именно так строятся приводимые далее характеристики. А полярность напряжений на транзисторе и направление токов в его цепях всегда определяются соответственно типу транзистора независимо от того, как изображены его характеристики. Входные и выходные характеристики транзистора аналогичны характеристикам полупроводникового диода. Действительно, входные характеристики от- носятся к эмиттерному переходу, который работает при прямом напряжении. Поэтому они аналогичны характеристике для прямого тока диода. Выходные характеристики подобны характеристике для обратного тока диода, так как они отображают свойства коллекторного перехода, работающего при обратном напряжении. Рассмотрим прежде всего характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ. На рис.
5.1, а даны входные характеристики 1в — — 1'(ив,) при постоянных выходных напряжениях (ика = сопз1). Характеристика при и„, = О идет из начала координат, так как, если все напряжения равны нулю, пет никакого тока. Из схемы рис. 5.1, б видно, что при и„= О, т. е. когда коллектор и эмнттер замкнуты накоротко, к обоим переходам приложено прямое напряжение и„= В,. Ток базы прн этом является суммой прямых токов эмиттерного и коллекторного переходов, но получается небольшим, так как прямое напряжение эмиттерного перехода составляет всего Рис. 5.1.
Входные характеристики транзис- тора при включении его по схеме ОЭ б) ~-эа=вк а) мЯ Ея + Рнс. 5.2. Выходные характеристики транзистора при включении его по схеме ОЭ лишь десятые доли вольта (сотни милливольт), а поперечное сопротивление базы рщ — сотни ом. В транзисторах небольшой мощности ток базы составлнет десятки или сотни микроампер. Рассматриваемая характеристика подобна обычной характеристике для прямого тока полупроводникового диода. При и,, > 0 характеристика сдвигается вправо, ток базы уменьшается и при малых иео становится отрицательным.
Это объясняет рис. 5.1, и, на котором показана схема ОЭ при ив, = О, т. е. при отсутствии источника Е,. В этом случае источник Е, кроме начального тока эмиттера 1,„ создает еще в цепи базы ток )к,вр обратного по сравнению с обычным током базы направления. Оба этих тока, складывансь, образуют начальный ток коллектора зов = 1 в + )в ыр Следует отметить, что ток 1в,вр создает на сопротивлении базы гиз небольшое падение напряжения, которое нвляется прямым для эмнттерного перехода и несколько увеличивает начальный ток эмиттера 1,„. Если теперь включить источник Е, и постепенно увеличивать его напряжение, то он будет действовать в цепи базы навстречу источнику Е,. Ток 1в,,~р уменьшится и при некотором значении иь, (когда действие источников Е, н Е, в цепи базы уравновеситсн) станет равным нулю.
При дальнейшем увеличении иь, будет возрастать положительный ток базы, составляющий, как обычно, часть тока змиттера. Уменьшение тока базы при повышении и„, происходит еще и вследствие явления модуляции толщины базы. Чем выше и„„тем больше напряжение на коллекторном переходе и,в. Толщина этого перехода увеличивается, а толщина базы уменьшается, и тогда в базе рекомбинирует меныпе носителей, движущихся от эмиттера к коллектору. Следовательно, несколько возрастает ток 1„ и уменьшается ток (в.
Однако изменение и„, (например, с 1 до 10 В, как показано на рис. 5.1, а) мало влияет на ток базы. Входные характеристики при разных значениях и,, расположены очснь близко друг к другу. В справочниках обычно приводитсн лишь одна входнан характеристика длн рекомендуемого значения ико Иногда даетсн н характеристика при ико = О. Семейство выходных характеристик 1„= Г(и„о) показано на рис. 5.2, а. Как правило, эти характеристики даются при различных постоянных токах базы. Это объясняется тем, что вследствие сравнительно малого входного сопротивления транзистора источник входного переменного напрнженнн, имеющий часто большое внутреннее сопротивление, работает в режиме генератора тока. Таким образом, обычно бывает задан входной ток транзистора и удобно вести расчеты с помощью семейства выходных характеристик, связывающих выходной ток и напряжение с входным током.
Первая характеристика при 1в = 0 выходит из начала координат и весьма напоминает обычную характеристику для обратного тока полупроводникового диода. Условие )в = О соответствует разомкнутой цепи базы. При этом через весь транзистор от эмиттера к коллектору проходит известный нам сквозной ток )„.,в (рнс.
5.2, б). Если 1в>0, то выходная характеристика расположена выше, чем при )в = = О, и тем выше, чем больше ток Увеличение тока базы означает, что за счет повышения напряжения ив., соответственно увеличился, ток эмиттера, частью которого является ток 1в. Следовательно, пропорционально возрастает и ток коллектора. Благодаря линейной зависимости между токами пологие участки соседних выходных характеристик расположены приблизительно на одинаковых расстояниях друг от друга. Однако в некоторых транзисторах эта линейность несколько нарушается. Выходные характеристики показывают, что при увеличении и„., от нуля до небольших значений )десятые доли вольта) ток коллектора резко возрастает, а при дальнейшем увеличении и„, характеристики идут с небольшим подьемом, что означает сравнительно малое влияние и,, на ток коллектора.
Действительно, чтобы увеличить 1„ надо увеличить ток эмиттера. Но все же при повышении и„., происходит следующее. Вследствие уменьшения толщины базы уменьшается ток базы, а так как характеристики снимаются при условии 1„= = сопвй то для поддержания прежнего значения тока базы приходится увеличивать напряжение ив,. За счет этого несколько возрастает )эн а следовательно, и ток коллектора. При увеличении напряжения и„, увеличивается и та его часть, которая приложена в виде прямого напряжения к эмиттерному переходу.
В результате этого также возрастают токи )„и ьс Характеристики на рис. 5.2, а показывают, что чем больше токи 1„, тем раньше, т. е. при меньших значениях и„.„наступает электрический пробой. Область пробоя„ как правило, нерабочая область транзистора, за исключением некоторых специальных типов. 78 Иногда применяются выходные характеристики 1„ = /(и„.,), снятые при различных постоянных напряжениях ив к Эти характеристики удобны в том случае, если на входе задано напряжение, т.е.
если источник усиливаемых колебаний иыеет малое внутреннее сопротивление 1во много раз меньше входного сопротивления'транзистора) н, следовательно, работает в режиме генератора напряжения. Семейство таких характеристик показано на рнс. 5.3, Их особенность в том, что расстояние между соседними характеристиками различно. При малых ив, характеристики расположены ближе друг к другу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
