4. Транзистор с обратной проводимостью

n-p-n структуры, «обратной проводимости»

В транзисторе типа n-p-n^[3] основные носители заряда в эмиттере (электроны) проходят через открытый переход эмиттер-база (инжектируются) в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками). Однако, из-за того, что базу делают очень тонкой и сравнительно слабо легированной, бо́льшая часть электронов, инжектированных из эмиттера, диффундирует в область коллектора, так как время рекомбинации относительно велико^[4]. Сильное электрическое поле обратносмещённого коллекторного перехода захватывает неосновные носители из базы (электроны) и переносит их в коллекторный слой. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (I_э=I_б + I_к).

5. Коэффициент h21

Коэффициент обратной связи по напряжению показывает, какая доля выходного переменного напряжения передаётся на вход транзистора вследствие обратной связи в нём. Во входной цепи транзистора нет переменного тока, и изменение напряжения на входе происходит только в результате изменения выходного напряжения.

h₁₂ = U_m1/U_m2, при I_m1 = 0.

6. От чего зависит коэффициент усиления усилительного каскада?

Резистор R_Э. – резистор в цепи отрицательной обратной связи по току эмиттера, предназначен для температурной стабилизации рабочей точки транзисторного усилителя. Однако введение этого элемента в схему вызывает уменьшение коэффициента усиления усилительного каскада. Последнее предотвращают путем включения параллельно резистору R_Э. конденсатора С_Э. такой емкости, чтобы на всех усиливаемых частотах выполнялось условие: Х_{С Э.} << R_Э.. Таким образом, C_Э. будет шунтировать резистор R_Э. по переменному току.

7. Для чего требуется резистивный делитель в усилительном каскаде?

Резистивный делитель R₁, R₂ предназначен для поддержания неизменным потенциала на базе транзистора.

Контрольные вопросы по лабораторной работе №5а

1. Чему равен сдвиг фазы на выходе эмиттерного повторителя относительно входа?

Фазы входного и выходного сигнала совпадают. Такая схема включения используется для построения входных усилителей, в случае если выходное сопротивление источника велико, и как буферный усилитель, а также в качестве выходных каскадов усилителей мощности.

2. Что значит схема с общим коллектором?

Iвых = Iэ

Iвх = Iб

Uвх = Uбк

Uвых = Uкэ.

Достоинства:

• Большое входное сопротивление.

• Малое выходное сопротивление.

Недостатки:

• Коэффициент усиления по напряжению немного меньше 1.

𝐾= <1

5.3. Для чего служит эмиттерный повторитель?

Эмиттерный повторитель – частный случай повторителей напряжения на основе биполярного транзистора. Характеризуется высоким усилением по току и коэффициентом передачи по напряжению, близким к единице. При этом входное сопротивление относительно велико, а выходное – мало. В эмиттерном повторителе используется схема включения транзистора с общим коллектором (ОК). То есть напряжение питания подаётся на коллектор, входной сигнал подаётся на базу, а выходной сигнал снимается с эмиттера. В результате чего, образуется 100 % отрицательная обратная связь по напряжению, что позволяет значительно уменьшить нелинейные искажения, возникающие при работе.

5.4. Что такое обратная связь?

Обратная связь – это процесс, приводящий к тому, что результат функционирования какой-либо системы влияет на параметры, от которых зависит функционирование этой системы. Другими словами, на вход системы подаётся сигнал, пропорциональный её выходному сигналу (или, в общем случае, являющийся функцией этого сигнала). Часто это делается преднамеренно, чтобы повлиять на динамику функционирования системы. Различают положительную и отрицательную обратную связь. Отрицательная обратная связь изменяет входной сигнал таким образом, чтобы противодействовать изменению выходного сигнала. Это делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров. Положительная обратная связь, наоборот, усиливает изменение выходного сигнала. Системы с сильной положительной обратной связью проявляют тенденцию к неустойчивости, в них могут возникать незатухающие колебания, то есть система становится генератором.