Вопрос27. Транзистор, включенный по схеме с общей базой в динамическом режиме. Оссобености работы. Характеристики.

Транзистор - преобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий не менее трех выводов, пригодный для усиления мощности.

Усилитель представляет собой четырехполюсник, у которого два вывода являются входом и два вывода являются выходом. Структурная схема включения усилителя приведена на рисунке 1.

  Рисунок 1 Структурная схема включения усилителя

Основной усилительный элемент — транзистор имеет всего три вывода, поэтому один из выводов транзистора приходится использовать одновременно для подключения источника сигнала (как входной вывод) и подключения нагрузки (как выходной вывод). Схема с общей базой — это усилитель, где база транзистора используется как для подключения входного сигнала, так и для подключения нагрузки. Функциональная схема усилителя с транзистором, включенным по схеме с ОБ приведена на рисунке 2.

  Рисунок 2 Функциональная схема включения транзистора с общей базой

На данной схеме пунктиром показаны границы усилителя, изображенного на рисунке 1. На ней не показаны цепи питания транзистора. Для питания транзистора в схеме с общей базой может подойти любая из рассмотренных нами схем: схема с фиксированным током базы, схема с фиксированным напряжением на базе, схема с коллекторной стабилизацией или схема с эмиттерной стабилизацией. Расчет резисторов, входящих в эти схемы не зависит от схемы включения транзистора и для схемы с общей базой проводится точно так же как и для схемы с общим эмиттером. На рисунке 3 показана принципиальная схема каскада на биполярном npn-транзисторе, выполненного по схеме с ОБ.

  Рисунок 3 Принципиальная схема включения транзистора с общей базой

В усилительном каскаде, изображенном на рисунке 3, используется схема эмиттерной стабилизации тока коллектора, обладающая наилучшими характеристиками по стабильности режима транзистора. В ряде случаев достаточно коллекторной стабилизации. Схема каскада усиления с коллекторной стабилизацией и схемой включения транзистора с общей базой приведена на рисунке 4.

 входная характеристика транзистора соответствует характеристике pn-перехода, включенного в прямом направлении. Если U_КБ ¹ 0, то входная характеристика изменяется, т.е. транзистор – прибор, в котором существует обратная связь и сигнал в выходной цепи может оказывать влияние на сигнал входной цепи.

При U_ЭБ=0 и U_КБ концентрация в базе равновесная p_n0Б, градиент концентрации в базе отсутствует, токи через эмиттерный и коллекторный переходы равны нулю (т.0). В случае узкой базы распределение концентрации неосновных носителей в базе можно считать линейным.

На ВАХ можно выделить три области, соответствующие различным режимам работы транзистора: активную область, область насыщения и область отсечки.

Если эмиттер смещен в прямом направлении, происходит инжекция носителей заряда в базу и, доходя до коллектора, они создают ток в выходной цепи

Вопрос28.Транзистор. Включенный по схеме с общим эмиттером в динамическом режиме. Оссобености работы. Динамические характеристики.

Транзистор - преобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий не менее трех выводов, пригодный для усиления мощности.

Усилитель представляет собой четырехполюсник, у которого два вывода являются входом и два вывода являются выходом. Структурная схема включения усилителя приведена на рисунке 1.

Основной особенностью схемы с общим эмиттером является то, что входным током в ней является не ток эмиттера, а малый по величине ток базы I_Б . Поэтому входное сопротивление каскада с общим эмиттером значительно выше, чем входное сопротивление каскада с общей базой, и составляет сотни Ом. Выходное сопротивление в схеме с общим эмиттером также достаточно велико (порядка десятка кОм).

 

выходная характеристика (рис. 3.6 б)

;

входная характеристика (рис. 3.6 в)

 

а) б) в)

Рисунок 3.6. Включение транзистора с общим эмиттером.

 

Схема включения с общим эмитером обеспечивает усиление сигнала, как по напряжению, так и по току.

Статические ВАХ сняты при отсутствии сопротивления нагрузки в выходной цепи .

В практических случаях выходная цепь содержит сопротивление нагрузки. В этом случае говорят о динамическом режиме работы транзистора. В динамическом режиме изменения коллекторного тока при Ек=const и Rk=const зависят не только от изменения базового тока, но и от изменений напряжения на коллекторе

которое, в свою очередь, определяется изменениями как базового, так и коллекторного токов. Такой режим работы называется динамическим, а характеристики, определяющие связь между токами и напряжениями транзистора при наличии сопротивления нагрузки – динамическими. Динамические характеристики строятся на семействах статических ВАХ при заданных значениях Ек и Rк.

Для построения динамической выходной характеристики схемы с ОЭ использовано уравнение динамического режима, которое представляет собой уравнение прямой. Это очевидно, если ее представить в виде

Ik = Ek / Rk – Uкэ / Rk ;

Ek = Uкэ ; Ik = 0 – точка А ;

Uкэ = 0 ; Ik = Ek / Rk – точка B ;

j = arctg Rk .

точка пересечения динамической характеристики (нагрузочной прямой) с одной из статических ВАХ называется рабочей точкой транзистора (р). Изменяя Iб, можно перемещать рабочую точку по нагрузочной прямой.

Существует три основных режима работы транзистора :

· Активный (усилительный) ;

· Насыщения ;

· Отсечки .

Область отсечки ограничена сверху ВАХ , соответствующей Iб = - Iко (оба p-n перехода транзистора закрыты). Область насыщения ограничена справа прямой линией, из которой выходят статические ВАХ (оба p-n перехода триода открыты). Активная область лежит между областями отсечки и насыщения .