Схемы включения и статические параметры.

 

Существуют три основные схемы включения транзисторов:

· 1) - ОЭ

· 2) - ОБ

· 3) - ОК

1) Схема с общим эмиттером применяется наиболее часто.

· В этой схеме управляющее напряжение прикладывается к участку Б-Э, выходной сигнал снимается с резистора нагрузки, включенного в коллекторную цепь (потенциал эмиттера фиксирован).

 

 

 

Рис.5.1. Включение транзистора по схеме с ОЭ (а)

и эквивалентная схема (б) для данного случая.

 

 

· Вольт - амперные характеристики и режимы работы транзистора в данном случае приведены на рис.5.2.

Входные характеристики приведены на рис.5.2.а, выходные - на рис.5.2.б.

 

 

а) б)

Рис.5.2. Входные и выходные вольт - амперные характеристики

транзистора включенного по схеме с ОЭ.

 

На семействе выходных характеристик выделяют три области :

1) Область линейного усиления;

2) Область наыщения:

3) Область отсечки.

 

В соответствии с этим транзистор может работать в трех режимах.

 

¨ В области линейного усиления, увеличение тока базы приводит к пропорциональному изменению тока коллектора, при этом динамическое сопротивление участка К-Э стремится к ¥

rкэ = vUк / vIк ;

 

¨ В области насыщения, изменение тока коллектора не приводит к существенному изменению напряжения на коллекторе. Динамичнское сопротивление участка К-Э стремится к 0.

 

¨ В области отсечки Iк = Iкбо » 0. Динамическое сопротивление сопротивление участка К-Э стремится к ¥ .

 

Величина Iк сверху ограничена допустимой рассеиваемой мощностью на участке К-Э. Превышение предельного тока Iк max ведет к разрушению транзистора, поэтому необходимо обеспечить схемные средства ограничения Iк. В простейшем случае это резистор в коллекторной (или эмиттерной) цепи фиксирующий ток коллектора на уровне Iк max = Eп / Rк. Но, в этом случае, потенциал коллектора изменяется при изменении тока коллектора (т.е. Uк = f (Iк) ). Эта зависимость определяется так называемой нагрузчной прямой, отсекающей на осях координат два отрезка:

1) на оси абсцисс напряжение питания Еп при Iк = 0;

2) на оси ординат Iк max = Eп / Rк.

 

Пересечение нагрузочной прямой и выходной характеристики при конкретном токе базы дает, так называемую, рабочую точку.

Т.о. транзистор может работать в одном из следующих режимов (для n-p-n):

1) нормальный активный режим : Uбэ>0, Uкб>0

2) инверсный активный режим : Uбэ<0, Uкб<0

3) режим насыщения : Uбэ>0, Uкб<0

4) режим отсечки : Uбэ<0, Uкб>0

 

· Нормальный активный режим

В этом режиме переход Б-Э смещен в прямом направлении, а Б-К - в обратном.

При анализе основных схем включения транзисторов (здесь ОЭ, а далее ОБ и ОК) воспользуемся упрощенным (эквивалентным) представлением биполярного транзистора для низких частот, изображенном на рис.5.1.б. Входная цепь представлена динамическим входным сопротивлением rбэ , а в коллекторной цепи использован управляемый источник тока коллектора (Iк = S × Uбэ), где

При этом внутреннее динамическое сопротивление включено параллельно этому источнику тока, как и следует из теории электрических цепей (Теорема Теверена об эквивалентном генераторе).

При определении основных характеристик и параметров схемы здесь и далее будем считать, что идеальные источники напряжений питания (Еп) и входного сигнала (Uвх).