Слайд № 20
Принцип действия биполярного транзистора
При подключении эмиттера транзистора типа р-n-р к положительному зажиму источника питания возникает эмиттерный ток Iэ. Стрелкой указано движение носителей заряда. Дырки преодолевают переход и попадают в область базы, для которой дырки не являются основными носителями заряда. Дырки частично рекомбинируют с электронами базы. Так как напряжение питания коллектора во много раз (приблизительно в 20 раз) больше, чем напряжение питания базы, и конструктивно слой базы выполняется очень тонким, то электрическое сопротивление цепи базы получается очень высоким и ток, ответвляющийся в цепь базы Iб, оказывается незначительным. Большинство дырок достигают коллектор, образуя коллекторный ток Iк.
Iэ = Iк + Iб, причем Iк =α Iэ,
где α – коэффициент передачи тока, практически α =0,95-0,995.
Ток коллектора Iк превосходит ток базы Iб от 20 до 200 раз. Это объясняет возможность усиления с помощью транзистора тока и, соответственно, мощности сигнала во много раз. Действительно, если подавать напряжение сигнала в цепь базы, то в соответствии с напряжением сигнала будет изменяться сопротивление р-n-перехода между эмиттером и базой. Это изменяющееся сопротивление включено в коллекторную цепь, что приведет к соответствующему изменению тока коллектора, который во много раз больше тока базы.
Если в коллекторную цепь включить сопротивление нагрузки, в нем будет выделяться мощность во много раз большая, чем мощность сигнала, подводимого в цепь базы. При этом следует иметь в виду, что мощность сигнала усиливается за счет энергии источников питания.
Принцип действия транзистора типа n-p-n точно такой же, как у рассмотренного выше транзистора р-n-р.
Схемы включения транзисторов Слайд № 21
Существует три схемы включения биполярного транзистора:
– с общей базой (ОБ);
– с общим коллектором (ОК);
– общим эмиттером (ОЭ).
Свойства каждого транзистора определяются двумя основными семействами его ВАХ.
1. Входная – зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении:
2. Семейство выходных характеристик – зависимость выходного тока от выходного напряжения при разных (фиксированных) значениях входного тока:
Слайд № 22
Наиболее распространенной схемой включения транзистора является схема с общим эмиттером. Такая схема называется еще «усилителем напряжения», или «инвертором», и применяется в усилительных каскадах, так как усиливаются ток, напряжение и мощность.
На слайде № 22 представлены ВАХ биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
Выделяют три области работы транзистора. При работе транзистора как усилителя эмиттерный переход открыт, а коллекторный закрыт. Это – активная область работы, в которой транзистор можно считать линейным активным элементом. Активный режим еще называют усилительным. Область, в которой оба перехода смещены в обратном направлении (закрыты), называют областью отсечки. При этом режиме токи в транзисторе малы. Область, в которой оба перехода смещены в проводящем направлении, называют областью насыщения. Токи в этом режиме имеют максимальные значения.