Краткие лекции по ЭиМ (1166441), страница 15
Текст из файла (страница 15)
3.7, б). В этой схеме сопротивление нагрузки Нвключено во входную цепь; входным током является ток базы !б; выходнымтоком является ток эмиттера Э = б + К .1.Коэффициент усиления по току: к = =ЭЭ=б Э − КПоделив числитель и знаменатель этой дроби на ток эмиттера Iэ, получим:Э1Э==Э − К 1 − Эт.е.
коэффициент усиления по току в схеме с общим коллектором почтитакой же, как в схеме с общим эмиттером: ≈ 2. Входное сопротивление:ОглавлениеВХ К =1 − Э НбПреобразуя это выражение, получим:ВХ КЭ ( 1 +Э Н ) ЭВХ б + Н==б1−Из (3.18) следует, что входное сопротивление в этой схеме включенияоказывается наибольшим из всех рассмотренных схем (десятки - сотни кОм).3. Коэффициент усиления по напряжению: к =Э Нб ВХ КПреобразуем это выражение с учетом выражений (3.16) и (3.18): к =НН=(1 − )ВХ К ВХ б + НПоскольку ВХ б представляет собой очень малую величину, то можносчитать, что к ≈ 1 т.е.
коэфициэнт усилления по напряжению в этой схеме нет.4.Коэффициент усиления по мощности: к = к к =1Н1− ВХ б +Нна практике он составляет десятки - сотни единиц.Схемусобщимколлекторомчастоназываютэмиттернымповторителем, потому что, во-первых, нагрузка включена здесь в цепьэмиттера, а во-вторых, выходное напряжение в точности повторяет входноеи по величине ( к ≈ 1) и по фазе.В табл.
3.1 приведены диапазоны значений параметров схемвключения биполярного транзистора.Выводы:В отличие от схемы с общей базой схема с общим эмиттером нарядус усилением по напряжению даёт также усиление по току. Транзистор,включенный по схеме с общим эмиттером, усиливает ток базы в десятки сотни раз. Усиление по напряжению в данной схеме остается таким же, какв схеме с общей базой. Поэтому усиление по мощности в схеме с общимэмиттером значительно больше, чем в схеме с общей базой.Схема с общим эмиттером имеет более приемлемые значениявходного и выходного сопротивлений - входное больше, а выходноесопротивление меньше, чем в схеме с общей базой.Благодаря указанным преимуществам схема с общим эмиттеромнаходит наибольшее применение на практике.ОглавлениеСхема с общей базой хоть и имеет меньшее усиление по мощности иимеет меньшее входное сопротивление, все же ее иногда применяют напрактике, т.к. она имеет лучшие температурные свойства.Схема с общим коллектором дает усиление по току и по мощности, ноне дает усиления по напряжению.Схему с общим коллектором очень часто применяют в качествевходного каскада усиления из-за его высокого входного сопротивления испособности не нагружать источник входного сигнала, а также данная схемаимеет наименьшее выходное сопротивление.Статические характеристики биполярного транзистораСтатическими характеристиками называются зависимости междувходными и выходными токами и напряжениями транзистора приотсутствиинагрузки.Каждаяизсхемвключениятранзисторахарактеризуется четырьмя семействами статических характеристик:1.
Входные характеристики - это зависимость входного тока отвходного напряжения при постоянстве напряжения на выходе:ВХ = (ВХ )|ВЫХ=2. Выходные характеристики - это зависимость выходного тока отвыходного напряжения при фиксированном значении входного тока:ВЫХ = (ВЫХ )|ВХ =3. Характеристики обратной связи по напряжению:ВХ = (ВЫХ )|ВХ=4. Характеристики передачи по току :ВЫХ = (ВХ )|ВЫХ=Наиболее часто на практике используют входные и выходныехарактеристики, которые обычно приводятся в справочной литературе ипредставляют собой усредненные зависимости большого числа однотипныхтранзисторов.
Две последние характеристики применяют реже и, к тому же,они могут быть построены из входных и выходных характеристик.Статические характеристики для схемы с общей базой.Семействовходныхстатическиххарактеристик(рис.3.8)представляет собой зависимостьЭ = (эб )|кб=При кб = 0 входная характеристика представляет собой прямуюветвь вольт-амперной характеристики эмиттерного перехода. При кб < 0данная характеристика смещается немного выше осиПри кб > 0 коллекторный переход смещается в прямом направлении,через него протекает прямой ток, и следовательно падение напряжения насопротивлении базы б изменит полярность на противоположную, чтовызовет при отсутствии входного сигнала протекание через эмиттерныйпереход маленького обратного тока и, следовательно, смещение входнойхарактеристики вниз (рис. 3.8, б).
2. Семейство выходных статическиххарактеристик (рис. 3.9) представляет собой зависимостьК = (кб )|Э =ОглавлениеЕсли Э = 0 , то выходная характеристика представляет собойобратную ветвь вольт-амперной характеристики коллекторного перехода.При Э > 0ток в коллекторной цепи будет протекать даже при отсутствииисточникаколлекторногопитания(2 = 0)засчетэкстракцииинжектированных в базу носителей полем коллекторного перехода. Приувеличении напряжения кб коллекторный ток практически не меняется, т.к. количество инжектированных в базу носителей не меняется (Iэ = const), авозрастает только скорость их перемещения через коллекторный переход.Чем больше уровень тока э , тем больше и коллекторный ток к .При изменении полярности кб на противоположную меняется ивключение коллекторного перехода с обратного на прямое.
Поэтому ток квначале очень быстро снижается до нуля, а затем изменяет свое направлениена противоположное.Статические характеристики для схемы с общим эмиттеромСемейство входных статических характеристик представляет собойзависимостьб = (бэ )|КЭ=Вид этих характеристик показан на рис. 3.10.При включении источника 2 (кэ < 0) характеристика пойдетнесколько ниже предыдущей, т.к.
в случае бэ =0 (рис. 3.11, б) источник1 отсутствует и через коллекторный переход протекает маленькийобратный ток 1 под действием источника 2 , направление которого в базепротивоположно тому, когда включен источник 1 .При включении 2 (бэ > 0) этот ток будет уменьшаться, т. к. в цепиего протекания 1 и 2 будут включены встречно, а затем он перейдет черезноль и будет возрастать в положительном направлении под действием 1 .Однако в справочной литературе этим малым значением тока пренебрегают,и входные характеристики представляют исходящими из начала координат.3.Выходные статические характеристики (рис. 3.12) представляютК = (кэ )|б=При б = 0эта характеристика представляет собой обратную ветвьвольт-амперной характеристики коллекторного перехода. При б > 0 этахарактеристики имеют большую крутизну в области малых значений , т.к.при условии 2 < 1 (рис.
3.11, а), коллекторный переход включен в прямомнаправлении; поэтому сопротивление его незначительно и достаточнонебольшого изменения напряжения на нем, чтобы ток к изменилсязначительно.ОглавлениеНо этим маленьким смещением характеристик пренебрегают и всправочникахпредставленыхарактеристики,исходящиеизначалакоординат.
При больших значениях кэ характеристики идут значительноположе, так как практически все носители, инжектированные из эмиттера вбазу, принимают участие в образовании коллекторного тока и дальнейшееувеличение кэ не приводит к пропорциональному росту тока к . Однаконебольшой наклон характеристики все же имеется, так как с увеличениемкэ увеличивается ширина коллекторного перехода, а ширина базовойобласти, с учетом ее и без того малой величины, уменьшается. Это приводитк уменьшению числа рекомбинаций инжектированных в базу носителей и,следовательно, к увеличению количества носителей, переброшенных вобласть коллектора. Кроме того, по этой же причине несколько снижаетсябазовый ток б , а поскольку характеристики снимаются при условии б =, то при этом необходимо несколько увеличивать напряжение бэ , чтоприводит к некоторому возрастанию тока эмиттера э и, следовательно, токаколлектора к .
Еще одной причиной некоторого роста к является то, что сувеличением икэвозрастает и та его часть, которая приложена кэмиттерному переходу в прямом направлении. Это тоже приводит кнекоторому увеличению тока эмиттера э и, следовательно, тока коллекторак .Статические характеристики транзистора, включенного по схеме собщим коллектором, аналогичны характеристикам транзистора с общимэмиттером.Две оставшиеся статические характеристики - характеристикаобратной связи по напряжению (3.24) и характеристика передачи по току(3.25) могут быть построены для всех схем включения транзистора из еговходных и выходных характеристик. Пример такого построения для схемыс общим эмиттером для транзистора КТ201Б представлен на рис. 3.14.Впервомквадрантеразмещаютсявыходныестатическиехарактеристики транзистораК = (кэ )|б=В третьем квадранте размещено семейство входных характеристикб = (бэ )|КЭ=снятые для фиксированных значений напряжения кэ ≠ 0.
Всправочникахчаще всего даются эти характеристики для значений кэ = 0, кэ =5В. Тогда, откладывая влево от начала координат по оси абсцисс токи базыIб, можно построить характеристику передачи по токук = (б )|КЭ=5ВДля этого из точки кэ = 5В восстанавливаем перпендикуляр допересечения свыходными характеристиками (точки 1, 2, 3, 4, 5, 6), а затемпроецируемэтиточкидопересечениясперпендикулярами,соответствующими базовым токам, при которых сняты выходныехарактеристики (!б = 0,06; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мкА). По этим точкампересечения и строим искомую характеристикук = (б )|КЭ=5ВАналогично для КЭ = 2В. А теперь можно построить характеристикиобратной связи по напряжениюбэ = (кэ )|б= .
Для этого, задаваядискретные значения напряжений кэ на оси абсцис и восстанавливая изэтихточекперпендикуляры,переносимточкипересеченияссоответствующими характеристиками в четвёртый квадрант, используя приОглавлениеэтом в качестве переходной характеристикук = (б )ихарактеристикувходнуюб = (бэ ). При этом считаем, что при бэ > 5 В все входныехарактеристики идут настолько близко друг к другу, что практическисливаются с характеристикой при бэ = 5.Эквивалентные схемы транзистораРеальный транзистор при расчете электронных схем можнопредставить в виде эквивалентной схемы (рис. 3.15).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
