3.7 Робота транзистора в підсилювальному режимі

При роботі транзистора в різних радіотехнічних пристроях в його вхідний ланцюг поступають сигнали, наприклад змінні напруги. Під дією вхідної змінної напруги змінюються вхідний і вихідний струми транзистора.

Для виділення корисного сигналу у вихідний ланцюг транзистора включають елементи навантаження. У простому випадку навантаженням може служити резистор Rк. На резисторі навантаження за рахунок проходження вихідного струму виділяється, окрім постійного, змінна напруга. Амплітуда цієї напруги залежить від амплітуди змінної складової вихідного струму і опору резистора Rк і може бути більше вхідної напруги. Процес посилення сигналу зручно розглянути на прикладі простих підсилювачів.

Проста схема підсилювача на транзисторі, включеному по схемі з ОЭ, показана на рисунку 3.13.

Колекторний ланцюг складається з резистора Rк і джерела Теньк, а ланцюг бази - з джерел струму I_Б0 і IБm Джерело I_Б0 забезпечує положення початковій робочій точці на ділянці характеристик з найменшою нелінійністю. Джерело IБm- джерело сигналу. Як вихідний використовується змінна напруга, що виділяється на резисторі навантаження Rк (на колекторі транзистора).

Рисунок 3.13 Схема підсилювача на БТ.

Робота такого підсилювача пояснюється тимчасовими діаграмами струмів і напруг, зображеними на рис. 3..

При IБm =0 струми бази і колектора визначатимуться струмами в робочій крапці (IБ _0, IК ₀) і напругою на колекторі U_К0= ЕК-IК ₀  Rк

Рисунок 3.14 Тимчасові діаграми підсилювача.

Під час позитивного напівперіоду вхідного струму (рис. 3.14, а) пряма напруга емітерного переходу збільшується, що викликає зростання струму колектора (рис. 3.14, би) і зменшення напруги UКЭ _{за рахунок} збільшення падіння напруги на опорі колектора (рисунок 3.14, в). Якщо робота відбувається на лінійних ділянках характеристик транзистора, то форми змінних складових струмів бази і колектора співпадають з формою вхідної напруги, а змінна напруга на колекторі, обумовленій змінній складової колекторного струму, виявляється зрушеною щодо вхідної напруги на 1800^. При відповідному виборі опору навантаження Rк _{амплітуда} змінної напруги на виході такого підсилювача Um_вых=IКm_Rк може значно перевищувати амплітуду вхідної напруги. В цьому випадку відбувається посилення сигналу. Розрахунок параметрів посилення даний в 4.

3.8 Особливості роботи транзистора в імпульсному режимі

3.8.1 Робота транзистора в режимі посилення імпульсів малої амплітуди

Якщо транзистор працює в режимі посилення імпульсних сигналів малої амплітуди, то такий режим роботи у принципі не відрізняється від лінійного посилення малих синусоїдальних сигналів. Імпульс в цьому випадку може бути представлений у вигляді суми ряду гармонійних складових. Знаючи частотні властивості транзистора, можна визначити спотворення форми імпульсів, що виникають при посиленні.

Схема імпульсного підсилювача не відрізняється від схеми підсилювача гармонійних сигналів (рисунок 3.13).

3.8.2 Робота транзистора в режимі перемикання

Біполярний транзистор широко використовується в електронних пристроях як ключ - функцією якого є замикання і розмикання електричного ланцюга. Маючи малий опір у включеному стані і велике - у вимкненому, біполярний транзистор достатньо повно задовольняє вимогам, що пред'являються до ключових елементів.

Схема транзисторного ключа показана на рисунку 3.15. У вхідному ланцюзі діють джерело зсуву ЕБЭ_, що створює зворотну напругу на емітерному переході, джерело імпульсів прямої напруги UВХ і обмежувальний резистор RБ, що управляють. Звичайно RБН1_1Э. У вихідному ланцюзі включені опір навантаження RК і джерело живлення ЕКЭ.

Рисунок 3.15 Схема імпульсного підсилювача.

Коли немає імпульсу на вході, транзистор знаходиться в режимі відсічення і струм колектора практично відсутній IКI_КБ0 (крапка А на вихідних характеристиках (рисунок 3.16,б). Напруга на виході транзистора u_КЭ= ЕКЭ-IК RК  ЕКЭ.

При подачі на вхід транзистора імпульсів прямого струму

iБ=(UВХ- EБЭ)/RБ=IБ НАС, транзистор відкривається, робоча крапка переміщається в крапку Б (режим насичення) і напруга на колекторі падає до значення u_КЭ= ЕКЭ-IК НАС RК=U_{КЭ ОСТ}. При подальшому збільшенні струму бази струм колектора не збільшується (рисунок 3.16,а) .и напруга на колекторі не змінюється (рисунок 3.16,б).

а)	б)
Рисунок 3.16 Залежність вхідних (а) і вихідних (б) струмів БТ.