1.2.3 Особенности радиоламп

Радиолампа – электровакуумный прибор, имеющий анод, подогревной катод, одну (триод) или три (пентод) управляющие сетки, а также накал. На схеме лампа изображается, как показано на рис. 1.11 а), б).

Рис. 1.11 Радиолампа в схеме

Конструкция радиолампы зависит от частотного диапазона, на который она рассчитана. Так НЧ и ВЧ лампы имеют трубчатую конструкцию, рис. 1.12 а), а лампы СВЧ повторяют схему лампы с целью уменьшения межэлектродных расстояний, емкостей и индуктивностей выводов, рис. 1.12 б)

Рис 1.12 Конструкция радиоламп

Достоинства радиоламп:

1)Большая мощность на один прибор (таблица 1)

2)Определенность и стабильность параметров, практически независимость их от питающих напряжений.

3)Малые межэлектродные емкости, причем линейные.

4)Возможность работы без входных токов.

Недостатки радиоламп:

1)Расход мощности на накал, что снижает КПД.

2)Малая крутизна характеристики S ≈ 4 – 20 мА/В.

3)Потери эмиссии катода со временем.

4)Сравнительно большое остаточное напряжение (единицы вольт). Эквивалентная схема ламп обычно не используется ввиду её простоты.

16

1.2.4 Биполярные транзисторы

Биполярный транзистор – полупроводниковый прибор, представляющий собой последовательное соединение двух p-n- или n-p-переходов, как показано на рис. 1.13 а).

На схеме он изображается, как показано рис. 1.13 б), в). Электроды биполярного транзистора: база Б, эмиттер Э, коллектор К.

Рис.1.13 Биполярный транзистор

При нулевом и при запирающем потенциале на базе относительно эмиттера переход коллектор - эмиттер заперт. При отпирающем потенциале коллекторно - эмиттерный переход открывается, причем ток, протекающий через этот переход, значительно больше чем ток управляющий, и пропорционален этому току. На рис. 1.13 показаны отпирающие потенциалы и направление тока через транзистор.

Транзистор принципиально инерционный прибор, так как при управлении p-n- переходом в последнем накапливается и рассасывается диффузионный заряд аналогично такому же процессу на емкости. Поэтому при определении параметров и расчетах пользуются эквивалентной схемой транзистора. Для включения транзистора с общим эмиттером используется схема Джиаколетто, рис. 1.14.

17

Рис. 1.14 Эквивалентная схема биполярного транзистора

Здесь Lб, Lэ, Lк – индуктивности выводов,

rб, rэ, rк – сопротивление переходов (потери на переходах).

Rβ – сопротивление рекомбинации (носителей) открытого перехода база-эмиттер; Cд – диффузионная емкость открытого перехода.

Оба эти параметра отражают инерционные свойства и нелинейно зависят от управляющего тока.

Cэ – барьерная ёмкость закрытого перехода база-эмиттер; τβ = RβCд – время рекомбинации носителей;

rкэ – выходное сопротивление транзистора; S – крутизна проходной характеристики; Suэп – источник тока.

Следует обратить внимание, что uэп – напряжение на эмиттерном переходе между точками а и б, а не между базой и эмиттером.

Ска, Скп – барьерные емкости закрытого перехода коллектор-база, активная и пассивная часть, соответственно.

В справочнике дается величина Ск = Ска + Скп и постоянная цепи обратной связи τк = rбСк. При расчетах считают, что Ска ≈ 1/3Ск.

Из теории транзисторов известно, что величина диффузионного заряда на p-n- переходе, а значит и на переходе база-эмиттер, определяется выражением:

18

электрона, Uт ≈ 0,026 В при нормальных условиях. Ток через сопротивление Rβ:

i= qдиф .

βτβ

Ток коллектора:

где τt – время пролета носителей через базу (рис. 1.13 а).

Статический коэффициент усиления тока для включения с общим эмиттером:

Связь между α0 и β0 следующая: α0 = 1+β0β0 , β0 = 1−αα0 0 .

Динамические коэффициенты усиления тока (для электрического колебания) согласно эквивалентной схеме, рис. 1.14:

Определим частотуωt.

19