4.6 Работа транзистора на нагрузку.

При работе транзисторов в качестве усилительных элементов в их выходную цепь включают нагрузку, а во входную — источник сигнала. Наилучшими усили­тельными свойствами обладают транзисторы, включенные по схеме с общим эмиттером (рис. 1.27, а) и общим истоком (рис. 1.27, б). Режим работы транзистора с нагрузкой называют динамическим. В таком режиме напряжения и токи на электродах транзистора непрерывно изменяются.

 

Рисунок 1.26     

        Рисунок 1.27

  

                                                         

В соответствии со вторым законом Кирхгофа для выходной цепи как БТ, так и ПТ справедливо уравнение:

                         U_ВЫХ = U_П – I_ВЫХ R_Н.

Уравнение получило название уравнения динамического режима для выходной цепи. На семействах выходных характерис­тик эти уравнения имеют вид прямых линий, проходящих через точки с координатами 0, U_П и U_П/R_H, 0. Эти линии часто называют динамической характеристикой, или нагрузочной прямой. Проме­жуточные положения точек на линии нагрузки характеризуют возможные напряжения и токи в соответствующих цепях транзис­тора при подаче сигнала (с учетом сопротивления нагрузки).

В случае БТ любому напряжению на входе соответствует определенный ток базы, которому, в свою очередь, соответствует определенный выходной ток коллектора и выходное напряжение «коллектор-эмиттер». Например, если до подачи напряжения сигнала U_С к входу транзистора прикладывается постоянное напряжение U_БЭ0, то во входной цепи будет протекать постоянный ток базы I_Б. В этом случае через транзистор будет протекать выходной ток I_К0, а на выходе транзистора будет напряжение U_K0.

Этим токам и напряжению соответствует точка А на рис. 1.28, а, называемая  рабочей.

В каскаде с ПТ (рис. 1.29, а) заданное положение рабочей точки А задается постоянным напряжением U_{3И 0}. Так как к p-n переходу транзистора в рассматриваемом режиме приклады­вается запирающее напряжение, то входной ток чрезвычайно мал и не оказывает существенного влияния на режим работы схемы. Важным достоинством каскада на ПТ является высокое входное сопротивление.

Рисунок 1.28

В схеме с БТ сопротивления нагрузки R_н и в цепи базы R_б существенно влияют на вид входной характеристики, называемой в этом случае динамической входной характери­стикой.

Динамическая характеристика как зависимость выходного тока i_к от входного тока i_б строится по точкам пересечения на­грузочной линии с выходными характеристиками транзистора (рис. 1.28, б).

Используя входные характеристики транзистора I_Б=f(U_БЭ), нетрудно перестроить динамическую характеристику в координа­тах i_к, u_бэ. Динамическая характеристика как зависимость тока коллектора i_к от входного напряжения u_бэ показана на рис. 1.28, в.

Обращает на себя внимание худшая линейность характеристики i_к = f(u_бэ) по сравнению с характеристикой i_к = f(i_б), что типично для БТ.

В каскадах с ПТ имеет смысл только динамическая характе­ристика как зависимость выходного тока i_с от входного напря­жения u_3И при сопротивлении нагрузки R_н. Она строится по точкам пересечения нагрузочной линии с выходными характерис­тиками транзистора и изображена на рис. 1.29, б.

Динамическая характеристика ПТ обладает существенно луч­шей линейностью по сравнению с характеристикой БТ, что очевидно из рассмотрения рис 1.28, б и рис. 1.29, б.

         

 

                                         

Рисунок 1.29