Схемы включения, характеристики и параметры транзистора

И

i_К

меется три способа включения транзистора (рисунок 37): схема с общей базой, схема с общим эмиттером и схема с общим коллектором (ОБ, ОЭ, ОК).

i_Б

i_К

U_вых

E_К

E_Б

~

~

~

+

+

+

+

+

+

R_н

i_Б

R_н

U_вых

E_К

E_Б

E_Г

U_вх

i_Э

i_К

i_Б

U_вых

U_вх

E_Б

I_Э

E_К

a

б

в

Рисунок 37 – Схемы включения транзистора: а – ОБ; б – ОЭ; в – ОК

Схема с общей базой. На примере этой схемы рассмотрим принцип работы транзистора.

Входной ток в схеме ОБ является током эмиттера i_Э, а выходной – ток коллектора i_К. Коэффициент усиления (передачи) по переменному току

α = ∆I_К / ∆I_Э представляет собой отношение приращений тока коллектора и эмиттера, имеет величину меньше единицы. При отсутствии тока эмиттера i_Э (цепь эмиттера разомкнута) протекает тепловой ток . Этот ток аналогичен току насыщения полупроводникового диода и определяется концентрацией неосновных носителей в базе и коллекторе транзистора. При комнатной температуре этот ток составляет единицы микроампер. С учетом

.

Если сопротивление нагрузки достаточно велико, то амплитуда переменной составляющей напряжения U_вых значительно больше амплитуды напряжения U_вх. Учитывая, что i_вых >> i_вх, следует ожидать, что схема не обеспечивает усиления тока, но усиливает напряжение. Входной ток такой схемы i_вх= i_Э достаточно большой, а входное сопротивление малое.

Схема с общим эмиттером. Входным током является ток базы i_Б. Коэффициент передачи по току

β = ∆I_К / ∆I_Б,

где β = α / (1 − α); β >> 1 (β = 10…200).

При отсутствии тока базы i_Б (цепь базы разомкнута) протекает ток

т. е. .

Так как i_вых >> i_вх, а при достаточно большом сопротивлении R_К амплитуда переменной составляющей напряжения U_вых значительно больше амплитуды напряжения U_вх, схема обеспечивает усиление и тока, и напряжения. Входной ток схемы достаточно мал, поэтому входное сопротивление больше, чем у схемы с общей базой.

Схема с общим коллектором. Входная цепь – цепь базы, выходная – цепь эмиттера.

Коэффициент передачи тока в этой схеме

∆i_Э / ∆i_Б = I_Э / I_Б = I_Э / (I_Э – I_К) = 1 / (1 – α) = β_Э + 1,

т. е. он больше, чем в схеме ОЭ: β_К > β_Э.

В этой схеме коллектор является общим для входной и выходной цепей по переменному току.

Само напряжение U_Б-Э, и особенно его переменная составляющая достаточно малы, поэтому амплитуда переменной составляющей напряжения U_вх примерно равна амплитуде переменной составляющей напряжения U_вых. Поэтому усилительные каскады с общим коллектором

называют эмиттерными повторителями, так как i_вх << i_вых. Схема усиливает ток, но не усиливает напряжение.

Данная схема отличается повышенным входным сопротивлением, так как при увеличении входного напряжения росту входного тока препятствует повышение как напряжения U_вх, так и напряжения U_вых.

На практике наиболее часто используется схема с общим эмиттером.