Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 18
Текст из файла (страница 18)
ТаК КаК (Увмх=Увмхйх= Ьа!бввх)ти~ (Увх=Увх)твх=1вхтэ ТО КОЭффициент передачи напряжения К= (эвв х1(увх Ь21бэчнэгэ. (5.2?) Если в схемах на рис. 5.21 включена внешняя нагрузка Ьэ„, показанная штриховой линией, то К= — Ьг~Фв /гэ, (5.28) где Ь'в"=Ь'.! ~йв' (5.29) Пример Пусть ах~в=0,98; г,=25 Ом; к„=2,5 кОм. В соответствии с формулой (527) получаем Кж098 2,5 !Оэ/25=98.
Если внешней нагрузкой является следующий каскад, включенный по схеме с ОВ, который имеет входное сопротивление к,э=г,=25 Ом, то усиления напряжения не будет. Следовательно, схема с ОБ способна усиливать напряжение только в случае, когда сопротивление нагрузки превышает входное сопротивление транзистора. 5.8. СХЕМА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ '(5.30) коэффициента Ь„в в соответствии с (5.!9) Из определения имеем 1к = !к но+ Ьм эгэ. '(5.31) Наиболее часто транзисторы включаются по схеме с общим эмиттером (ОЭ), когда общим зажимом для входного и выходного напряжений является эмиттер. На рис. 5.22 показана простейшая схема усилителя с ОЭ.
На схеме приведены направления токов эмиттера, базы и коллектора, выбранные в качестве положительных. Ток коллектора равен гк = — гэ — гв. ла!э РР 1 '* и!! У Л ' РР РР Р Ьт РР д! РР РР т,лтд к Рис. 5.23. Зависимость коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ в режиме больших сигналов от тока коллектора Рис, 5.22. Простейшая схема уси- лителя с ОЭ Исключив ток эмиттера из равенств (5.30) н (5.31), получим !к= 1лво Ьгьа — — 1Б. (5.32) 1+ах!и !+ах!в Первый член называется обратным током коллектор — эмиттер при токе базы !Б=О, т.
е. разомкнутой базе. Этот ток обозначают /кэо Таким образом, /КВΠ— /К БО/ ( 1 + 52! Б) . (5.33) Так как коэффициент /22!Б отрицателен, а по абсолютной величи- не очень близок к единице и может достигать 0,980 — 0,995, ток /тгэо в 50 — 200 Раз больше тока /кио. Множитель прн втором члене в (5.32) является коэффициентом передачи тока в схеме с ОЭ в режиме больших сигналов г~ 52!В ггв!Б/(1+!12!Б) ° (5.34) ВыРазим коэффициент йши чеРез токи /и, /э и /кво! йми= — (/к — /кио)//в Подставив это в (5.34), получим /12!В (/К /КБО) / (/Б+ /КБО) . Когда ток коллектора /к велик по сравнению с /кво, ймв=/к//в. (5.35) Коэффициент передачи тока в режиме больших сигналов й„э зависит от тока коллектора н от напряжения на коллекторе.
Йа рис. 5.23 дана зависимость коэффициента передачи тока в режиме больших сигналов от тока коллектора для транзистора малой мощности. Максимум для данного конкретного транзистора на. ступает при токе коллектора, примерно равным 1О мА, Для тран- зистора еще меныпей мощности максимум наступает при токе 1 — 2 мА, а для транзистора большой мощности — при токе коллек- тора в несколько ампер.
!т«(, ГЯ м«а Отметим, что выражение,'; ств (5.31) справедливо лишь ., для схемы с ОБ, т. е. когда, напряжение коллектор — ' а вв база постоянно. Отсюдасле-, дует, что выражения (5.32) 6 вв и (5.34), строго говоря,:, справедливы только при по- ' 4 ав стоянстве напряжения кол-,. лектор — база, а не коллек- '. а гв тор — эмиттер. Но при боль- т«во в ших напряжениях на кол- Т а лекторе напряжения коллектор — база и коллекРнс. 5.24. Выходные характернстнкн тран- тор — эмиттер отличаются нестора а схеме с ОЭ мало. Кроме того, ток кол- лектора при больших напряжениях слабо зависит от напряжения на коллекторе.
Поэтому выражение (5.32) можно считать приближенно справедливым и ' при постоянстве напряжения коллектор — эмиттер. На рис. 5.24 показаны выходные характеристики транзистора в схеме с ОЭ. Параметром выходных характеристик является не ток эмиттера, а ток базы. Они заметно отличаются от выходных характеристик для схемы с ОБ. Во-первых, как уже указывалось, ток Рнао в 50 — 100 раз больше, чем ток 1кво. Во-вторых, наклон характеристик значительно больше, чем в схеме с ОБ. В-третьих, при одинаковом приращении тока базы приращения тока коллектора оказываются неодинаковыми. В-четвертых, характеристики не доходят до оси ординат.
При очень малых напряжениях ина наблюдаются резкое падение коллекторного тока с уменьшением напряжения ина и независимость тока коллектора от тока базы. Говорят, что транзистор при этом входит в режим насыщения, который характеризуется тем, что при малых напряжениях коллектор — эмнттер оба р-л перехода, как эмиттерный, так и коллекторный, оказываются смещенными в прямом направлении. Например, когда напряжение коллектор — эмнттер транзистора р-и-р-типа достигает значения ила= — 0,2 В, а напряжение на базе относительно эмиттера оказывается ива= -0,3 В, напряжение коллектора относительно базы ила=+О,1 В. Отметим, что напряжение инв, прн котором наступает насыщение, очень невелико и у кремниевого транзистора.
Например, нацряжение насыщения (т'лн„„кремниевого транзистора р-и-р-типа может быть также равно — 0,2 В при ива=-0,9 В и ила=+0,7 В и только при очень больших токах базы и коллектора напряжение насыщения Ока „равно 0,5 — 1 В. Входные характеристики. На рис. 5.25,а приведены входные вольт-амперные характеристики германиевого р-и-р- и кремниевого в-р-и-транзисторов в схеме с ОЭ. Характеристики 1 расположены ггдгб нз к бб ае бб аб ~иез1, а аг эл аг 0„1 б мпзг га аб.
аб ае аг э бг бг бг би иб бб 1иы1, б б) Рис. 525. Характеристики гермаииевого р-и-р-гранзнстора МП41 н кремние- вого о-р-н-транзистора КТЗ15 в схеме с ОЭ: и — вкокные: б — орококные левее характеристик 2, так как они являются характеристиками диода, образованного двумя переходами. Характеристики 2 определяют входной ток, являющийся базовым, а характеристики 1— входной ток, равный сумме токов через два параллельно включен. ных перехода, смещенных в прямом направлении.
Характеристики 2 и 3 проходят правее характеристик 1, так как базовый ток является лишь частью эмнттерного тока. Различие между характеристиками 2 и 3 обусловлено тем, что при 1нкэ~ )0,5 В коллекторный переход смещен в обратном направлении, а при ~инэ( =0,1 — 0,2 В в в прямом направлении. Действительно, мни=пни — ила=065 — 0,2=045 В. 7 заказ гв изз Проходные характеристики. Зависнмости выходного тока гк от напряжения ивэ на входе приведены на рис. 5.25,6.
Из рисунка видно, что при напряжении коллектор — эмиттер, большем поро- гового напряжения, зависимость имеет экспоненциальный харак- тер, а при напряжении, меньшем порогового, отклоняется от экспо- ненцнальной зависимости. 8.7.
ВНБОР РАБОчеи тОчкИ Рнс 6 26. Быхолаые характеристики транзистора а схеме с ОБ. Иа характеристиках нанесены границы прелелпно Лопустимых значений коллекторного тока, напряжения и рассеиааемой мошностн коллектора к каа 98 Используя семейство выходных характеристик, можно выбрать исходный режим работы усилителя и определить максимальные значения амплитуд напряжения и тока на его выходе.
Рабочая точка выбирается так, чтобы ток и напряжение коллектора в процессе своего изменения не выходили за пределы максимально допустимых значений. На рис. 5.26 приведено семейство идеализированных выходных характеристик транзистора в схеме с ОБ в виде горизонтальных линий и указаны максимально допустимые значения тока коллектора 1я гааз, напряжения коллектора 11кгаах и рассеиваемой мощности коллектора Ркы„.
Там же указаны обычно рекомендуемые предельные значения тока и напряжения, составляющие 70о7о максимально допустимых значений. В указанных границах н следует выбирать положение рабочей точки. Например, рабочую точку можно выбрать как среднюю точку линии, соединяющей 0,71кгаах с 0,7г/и . Но так следует поступать лишь в том случае, когда требуются максимальные амплитуды выходных напряжения и тока. Указанный на рис. 5.26 максимально допустимый ток коллектора обусловлен тем, что при большом токе коллектора возможно перегорание омического контакта между соединительным коллекторным проводником и коллекторной областью или перегорание соединительного проводника, изготовляемого из топкого провода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
