И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Это следствие нелинейной зависимости мехсду током 1„ и напряжением иве Как мы знаем, ток 1, приблизительно пропорционален току )в, но ток 1„ зависит нелинейно от н„„ что хорошо видно из входной характеристики на рис. 5.1, а. Если ив., = О, то в цепи коллектора протекает небольшой начальный ток 1„„, о котором уже упоминалось ранее. Значительное повышение и,, вызывает электрический пробой. Хотя для расчета схем с транзисторами достаточно иметь входные и выходные характеристики, иногда пользуются еще характеристиками упривления — зависимостью 1„= /11в) при и„.„= = сопв! (рис.
5.4, а) или 1„= 7'(ив.,) при и,, = сопв1 1рис. 5.4, б). Эти характеристики наглядно показывают, что между тоКами )„и 1в существует зависимость, близкая к линейной, а зависимость 1„от входного напряжения нелинейна. Рнс. 5РК Выходные характернсэикн транзистора при постоянном напряжении база— эмнттер Рнс. 5,4. Характеристики управления прн включении транзнсгора по схеме ОЭ Изменение напряжения ияп мало влияет на с„, и характеристики управления для различных и„„ расположены очень близко друг к другу. В справочниках приводится обычно лишь одна кривая для некоторого среднего значения ия„. При 1в = О протекает небольшой ток коллектора, который представляет собой известный нам сквозной ток 1я,я, а при и„, = О протекает небольшой начальный ток коллектора с„„.
Между токами с„и с„существует установленная ранее зависимость ск ))сб+ с чв (5.1) Если приближенно считать, что В = сопз1, то выражение 15.1) есть уравнение прямой линии, представляюшей собой характеристику управления на рис. 5.4, а. На самом деле ~5 не является строго постоянной величиной н эта характеристика имеет некоторую нелинейность. Помимо рассмотренных характеристик существуют еШе характерш тики обратной связи исм = р(и„ч) при = сопз1, которые показывают изменение напряжения на входе транзистора под влиянием изменения выходного напряжения при постоянном входном токе. В транзисторах всегда сушествует внутренняя обратная связь. Это объясняется влиянием поперечного сопротивления базы, явлением модуляции толшнны базы, а также тем, что выходная н входная цепи электрически соединены.
Поэтому часть выходного напряжения всегда приложена ко входу транзистора. Характеристики обратной связи не применяют для расчетов, н мы не будем их рассматривать. В последнее время они даже не приводятся в справочниках. Перейдем к характеристикам транзистора, включенного по схеме ОБ. Входные хаРактеРистики с, = С"1ич„) при и„в = сопзг (рис. 5.5) аналогичны характеристике для прямого тока диода, поскольку ток эмиттера является именно таким током.
При и„в = О характеристика идет из начала координат, так как ток равен нулю. А если и„в ) О, то характеристика проходит немного выше, т. е. возникает ток змиттера, и при и,„= О протекает небольшой начальный ток с, „. Условие и,„= О соответствует короткому замыканию эмиттера и базы. Характеристики для различных и, „расположены очень близко друг к другу, и в справочниках обычно приводится только одна характеристика для некоторого нормального и„„, Малое влияние напряженна имв на ток эмиттера объясняется тем, что поле, создаваемое напряжением и,в, сосредоточено в коллекторном переходе.
Но все же с увеличением иьв ток 1, несколько возрастает, что объясняется влиянием поперечного сопротивления базы гвъ Из схемы на рис. 5.1, в видно, что при Е, = ияв = О обратный ток базы )в,вр создает на сопротивлении гш неко- б) )з Рнс. 5.5. Входные характеристики транзистора прн включении его по схеме ОБ 79 торое напряжение, которое является пряМым для эмиттерного перехода.
Поэтому возникает ток ), „, и тогда 1,„+ )к,„р —— 1, „. С увеличением и„к несколько увеличивается ток )к,кр, следовательно, возрастает напряжение на гщ и ток )к„. Если же от источника Е, подано такое напряжение п,к, что ток 1к изменит свое направление, то он будет, как обычно, составлять часть тока эмиттера (см. рис. 5.1, 6). В этом случае на сопротивлении гщ ток 1а создает напряжение, которое действует навстречу напряжению Е„т.
е. уменыпает пмь С увеличением п„к уменьшается толщина базы, а вследствие этого уменьшается ток 1а и напряжение на сопротивлении гаь В результате возрастает напряжение и,„ и ток эмиттера. На рис. 5.6, а показано семейство выходных характеристик )„ = )(ика) при ), = сопы, Онн даются для постоянных значений тока гп потому что входное сопротивление транзистора мало и источник уснливаемых колебаний обычно работает как генератор тока, т. е.
в режиме, близком к короткому замыканию. При ь = О характеристика проходит через начало координат, так как без тока ~, н при пга = О не может быть и коллекторного тока. Эта обычная характе- Рис. 5.6. Выходные характеристики трапзпс- тора прк включения его по схеме ОБ 80 ристика обратного тока п-р-перехода. Условие ), = О соответствует разомкнутой цепи эмиттера, а зто означает, что включен только коллекторный переход, к которому приложено обратное напряжение. В этом случае протекает известный нам начальный ток коллектора )„ь При некотором значении ик а начинается электрический пробой коллектор- ного перехода и ток коллектора резко возрастает.
Рабочие участки выходных характеристик для различных )„ представляют собой прямые линии, идущие с очень небольшим наклоном, что означает малое влияние напряжения икк на ток коллектора. Действительно, для увеличения тока ), надо увеличивать ток змиттера, чтобы из змиттера в базу ннжектировалось больше носителей. Но если ), = = сапы, то коллекторный ток прн возрастании и„.к увеличивается главным образом только за счет уменьшения толщины базы, в результате чего в базе снижается рекомбннация инжектнрованпых носителей с основными носителями базы. Следовательно, больше инжектированных носителей достигает коллектора, ток )„ увеличивается, а ток базы уменьшается.
Особенность выходных характеристик в том, что при ика = О и ), > О ток коллектора довольно велик — почти такой же, как и при и„„ > О. Это объясняется тем, что благодаря сопротивлению базы гк„ в данном режиме на коллекторном переходе имеется некоторое напряжение. Оно представляет собой напряжение, созданное на гкп током базы (рис. 5.6, 6). У многих транзисторов выходные характеристики имеют вид прямых линий начиная от и,.„ = О. Зависимость между токйми )„ и ), почти линейна. Поэтому выходные характеристики при одинаковом изменении тока ), располагаются почти на одном и том же расстоянии друг от друга. Чем больше токи, тем быстрее, т. е.
при меньших п„ж, произойдет переход к электрическому пробою. На рис. 5.6,а штриховыми линиями показано, что при перемене знака напряжения и,„уже при небольших его значениях ток коллектора резко умень- шается, а затем изменяет свое направление и быстро возрастает. Это объясняется тем, что напряжение и, в другого знака по сравнению с обычным является для коллекторного перехода прямым. При увеличении его на десятые доли Вольта сначала компенсируется то небольшое напряжение, которое (как было объяснено) возникло на коллекторном переходе за счет падения напряжения от тока ~в на сопротивлении базы.
Затем напряжение на коллекторном переходе становится прямым и ток 1„ резко возрастает в обратном направлении. Выходные характеристики для схемы ОБ, снятые при постоянных значениях входного напряжения и,.в, а не входного тока, как правило, не применяются, и мы их рассматривать не будем. Характеристики управления для схемы ОБ показывают почти линейную зависимость между токами ~„и (рис. 5.7, а). (Следует отметить, что линейность в данном случае значительно лучше, нежели у зависимости (, от !в.) Для разных и„, эти характеристики располагаются очень близко друг от друга, что подчеркивает малое влияние и„в на ток коллектора.
В справочниках обычно приводят лишь одну характеристику Рис. 5.7. Характеристики улрввлелвв пря включении транзистора по схеме ОБ управления для среднего значения а,.в. При (, = 0 характеристики должны показывать ток (яь но обычно ток этот настолько мал, что кривые изображают идущими из начала координат. Характеристики на рис. 5.7, 6 в отличие от предыдущих показывают нелинейную зависимость тока („ от входного напряжения. Эти характеристики используются редко. Практически не применяются для расчетов и характеристики обратнои саван аэ-в = 7 (а«-в) ПРИ Б = сопзз поэтому на них мы не останавливаемся.
Линейная зависимость между токами („и (, соответствует полученному ранее уравнению ~к ай+ ~кв (5.2) При и = сопке это уравнение прямой линии. Одна из возможных схем для снятия характеристик транзистора типа р — п — р, включенного по схеме ОЭ, показана на рис. 5.8. В ней напряжение и„, регулируется с помощью двух переменных резисторов Кз и К4.
Напряжение, снимаемое с резистора А4, подается на резистор Ез, а с последнего напряжение снимается на транзистор. Это позволяет получать весьма малое напряжение и„, и более плавно изменять его. Нулевое напряжение надо устанавливать резистором Яз. Источником Ез может быть батарея на 20 — 30 В или выпрямитель. Измерение малых и,, надо делать с учетом падения напряжения на миллиамперметре коллекторного тока. Ток базы 1в измеряется микроамперметром, а для измерения напряжения ав, применяется милливольтметр. Измерение напряжения на входе транзистора представляет некоторые трудности, так как даже некоторые высокоомные вольтметры потребляют ток, соизмеримый с током базы.
В 'данной схеме для определения истинного значения ав, надо из показания милливольтметра вычесть падение напряжения на микроамперметре, которое легко найти умножением тока (в на сопротивление микро- амперметра. Переменный резистор Яз должен иметь небольшое сопротивление (десятки ом). В качестве источника Е, удобно взять один сухой элемент.
Ре- 8! вторичные параметры для различных схем включения различны. В качестве собственных параметров помимо знакомого нам коэффициента усиления по току а принимают некоторые сопротивления в соответствии с эквивалентиой схемой транзистора для переменного тока (рис. 5.9). Эта схема, называемая Т-образной, отображает электрическую структуру транзистора и учитывает его усилительные свойства. Как в этой, так и в других эквивалентных схемах следует подразумевать, что на вход включается источник усиливаемых колебаний, создающий входные напряжения с амплитудой У и а на выход — нагрузка хх„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
