3.2.8. Составной биполярный транзистор
В ряде схемных решений коэффициент усиления транзистора по току, даже в схеме с ОЭ оказывается недостаточным. Для повышения коэффициента усиления используется такое соединение двух транзисторов, которое рассматривается как один транзистор и называется составной транзистор (рис. 3.22).
К
оллекторы
этих транзисторов соединены, а эмиттер
первого транзистора подключен к базе
второго. Рассмотрим в приращениях связи
между токами транзисторов и найдем, как
выражается коэффициент усиления
составного транзистора через коэффициенты
усиления каждого из них. Как видно из
рис. 3.22, составной транзистор включен
по схеме с общим эмиттером, поэтому
коэффициент усиления его по току будет
определяться соотношением:
Очевидно, что:
Обозначим
через
и
коэффициенты усиления соответственно
транзисторов
и
.
Величину
находим из известного соотношения:
, 
.
Учитывая, что
и 
,
Находим
:
Суммируя
и
,
находим
:
Из последнего соотношения находим коэффициент усиления по току для составного транзистора:
В инженерных расчетах часто используют только последнее слагаемое:
Проверим
на сколько это допустимо. Для упрощения
анализа будем считать, что
.
В таблице предоставлены расчеты по
точной формуле (
)
и при учете только второго слагаемого,
а так же указана относительная погрешность
приближенного расчета.
Таблица – Расчёты
-
50
2600
2500
3,8
100
10200
10000
2
Из приведенных расчетов видно, что применение приближенной формулы в инженерных расчетах вполне допустимо. Так же видно, что с увеличением коэффициентов усиления транзисторов погрешность приближенной формулы уменьшается.
В схеме ток эмиттера первого транзистора равен току базы второго транзистора. Из теории работы транзистора известно, что ток базы много меньше тока эмиттера. В то же время, чем больше мощность транзистора, тем больше его базовый ток. Поэтому, чтобы обеспечить близость эмиттерного тока первого транзистора и базового тока второго транзистора необходимо, чтобы первый транзистор был менее мощный, чем второй.
Помимо увеличения коэффициента усиления по току составной транзистор обладает следующими отличительными свойствами. У составного транзистора больше входное сопротивление, чем у одного транзистора. Это ведет к уменьшению входного тока, а значит к уменьшению потерь мощности на выходе источника входного сигнала. Следующее отличие составного транзистора в низком его выходном сопротивлении, поэтому он часто используется как эмиттерный повторитель, который, как известно, используется для согласования низкоомной нагрузки с высокоомным выходом источником сигнала. Недостатками составного транзистора является низкая термостабильность его свойств и большее значение обратного тока коллектора, так как он равен сумме обратных токов коллекторов каждого транзистора.
Применяется составной транзистор в различных усилительных схемах с учетом его свойств. Довольно часто он применяется в компенсационных стабилизаторах напряжения с целью повышения коэффициента стабилизации.