2.1.2 Режимы работы и схемы включения биполярных транзисторов

Режим работы БТ определяют по состоянию эмиттерного (БЭ) и коллекторного (БК) переходов (открыты или закрыты). Поскольку переходов два и состояний тоже два, то различают четыре режима работы, которые представлены в табл. 2.2.

Схемы включения БТ. Для того чтобы осуществить с помощью БТ усиление сигнала, необходимы два источника электрической энергии – источник входного усиливаемого сигнала и источник питания, от которого отбирается мощность в нагрузку. Каждый источник имеет два вывода, в сумме – четыре, а выводов у БТ три, поэтому один из выводов БТ является общим для источников. Этот вывод определяет схему включения.

Таким образом, различают схемы с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК).

Таблица 2.2 – Режимы работы биполярного транзистора

Режим	Состояние переходов		Применение
	БЭ	БК
1. Отсечка	закрыт	закрыт	Используется как один из режимов в цифровых схемах, например, логических элементах.
2. Активный	открыт	закрыт	Главный режим использования БТ, в котором проявляется его основное свойство – способность усиливать мощность электрического сигнала; применяется в аналоговых и цифровых схемах.
3. Насыщения	открыт	открыт	Используется как один из режимов в цифровых схемах.
4. Инверсный	закрыт	открыт	Как основной режим не используется, встречается как паразитный.

Примечание: В зарубежной литературе активный и инверсный режимы называют соответственно как активный нормальный и активный инверсный в силу того, что физические процессы в БТ в этих режимах совпадают на качественном уровне.

На практике не всегда источники сигнала и питания подключаются непосредственно к выводам БТ. Обычно присутствуют другие промежуточные элементы, например, резисторы, поэтому рассмотренным выше способом определения схемы включения пользоваться неудобно.

Имеется другой способ: вывод БТ, на который не подается усиливаемый и с которого не снимается усиленный сигналы, определяет схему включения. Оба способа при правильном применении дают одинаковый результат.

Для иллюстрации второго способа на рис. 2.3, а, б, в приведены все три схемы включения БТ, где указаны входное усиливаемое и выходное усиленное напряжения и направления прохождения сигнала через транзистор в процессе усиления.

В схеме на рис. 2.3, а с ОБ входной сигнал подается на эмиттер, выходной снимается с коллектора. (Отметим, что в схемах все напряжения подаются, снимаются и указываются относительно общего провода, который обозначается как одна обкладка конденсатора). В схеме с ОЭ (рис. 2.3, б) входной сигнал подается на базу, а выходной снимается с коллектора; в схеме с ОК (рис. 2.3, в) входной сигнал также подается на базу, а выходной снимается с эмиттера.

а)	б)	в)
Рисунок 2.3 – Схемы включения биполярного транзистора

Таким образом, транзистором можно управлять со стороны эмиттера или базы и, соответственно, эти электроды могут являться входными, а выходной сигнал можно снимать с коллектора или эмиттера, и эти электроды могут использоваться как выходные. Со стороны коллектора транзистором управлять нельзя, и выходным его электродом не может быть база.

Наличие нескольких режимов работы и схем включения БТ обуславливает большое разнообразие вариантов его применения в электронных схемах. Учитывая, что при этом свойства БТ и схем значительно отличаются, все это, в конечном итоге, определило возможность создания схем, выполняющих самые разные функции, и широкое применение БТ и электроники на БТ в целом в различных областях деятельности человека.