7.3. Статические характеристики транзистора в схеме ок

Чтобы снять вольтамперные характеристики транзистора в схеме ОК, необходимо собрать схему, представленную на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Схема для снятия вольтамперных характеристик транзистора в схеме ОК

Принцип работы данной схемы несколько отличается от предыдущих схем.

Во-первых, должно быть выполнено условие .

Во-вторых, ток базы в схеме ОК не зависит от напряжения U_КБ, поскольку это напряжение приложено к закрытому переходу коллектор-база. Следовательно, схема ОК не имеет входной характеристики. Для данной схемы строится характеристика прямой передачи тока, которая определяется выражением

. (7.5)

Выходная характеристика определяется выражением

. (7.6)

Графики статических характеристик для схемы ОК представлены на рис. 7.6.

Рис. 7.6. Статические характеристики транзистора в схеме ОК

Характеристика передачи тока практически линейна, так как , то есть схема ОК обладает максимальным усилением по току. Только в области больших токов и малых напряженийU_КЭхарактеристика искривляется из-за снижения коэффициента передачи тока в соответствии с графиком на рис. 6.3 (область 3).

Выходные характеристики аналогичны выходным характеристикам схемы ОЭ, так как токи коллектора и эмиттера мало различаются, а напряжение коллектор-эмиттер одинаково.

Поскольку напряжение на эмиттере отличается от напряжения на базе на малую величину прямого падения напряжения на открытом переходе база-эмиттер, то есть напряжения практически равны, схему ОК называют также схемой эмиттерного повторителя. Такая схема не усиливает напряжения входного сигнала (К_U< 1).

По графикам статических характеристик транзистора можно вычислить коэффициенты передачи тока, а также входное и выходное сопротивление. Более подробные сведения о таких расчётах приведены в литературе [20].

Контрольные вопросы.

1. Чем различаются семейства входных и выходных характеристик транзистора при разных схемах включения?

2. Как влияет эффект Эрли на вид входных характеристик в схемах ОБ и ОЭ?

3. Как с помощью статических характеристик определить коэффициенты передачи тока транзистора, его входное и выходное сопротивление?

4. Рассчитайте коэффициенты передачи тока транзистора, его входное и выходное сопротивление для графиков на рис. 7.2, 7.4 и 7.6. Сравните результаты с параметрами r_вх и r_вых из табл. 6.1.

Лекция 8. Работа транзистора в режиме нагрузки. Схема однокаскадного усилителя. Классы усиления

8.1. Работа транзистора в режиме нагрузки

Режим работы транзистора при наличии в его выходной цепи внешнего сопротивления называется режимом нагрузки. Нагрузка может представлять собой активное сопротивление (резистор) или активно-индуктивное (трансформатор или обмотку реле).

Чтобы в нагрузке выделялся усиленный сигнал, необходимо к транзистору и нагрузке подключить источник питания, мощность которого была бы достаточной для создания требуемого тока нагрузки. Рассмотрим схему выходной цепи транзистора с нагрузкой и источником питания (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Структурная схема выходной цепи транзистора с нагрузкой и источником питания

В схеме существуют два граничных режима:

- режим холостого хода, когда транзистор закрыт, ток равен нулю, а к транзистору приложено всё напряжение источника питания;

- режим короткого замыкания, когда транзистор полностью открыт, ток в цепи определяется выражением , практически всё напряжение источника питания приложено к нагрузке.

В промежуточных режимах ток в цепи меньше, а напряжение источника питания делится между транзистором и нагрузкой. Форма тока в нагрузке повторяет форму входного сигнала, которым управляется транзистор.

Следовательно, максимальный ток, который может отдать источник питания, а также максимально допустимый ток коллектора транзистора должны быть не меньше тока .

Различают три режима работы выходной цепи:

1. Режим усиления тока, когда R_Нимеет малое значение, а ток в цепи большой;

2. Режим усиления напряжения, когда R_Нимеет большое значение, а ток в цепи маленький;

3. Режим усиления мощности, когда сопротивление нагрузки примерно равно выходному сопротивлению усилителя R_Нr_вых.

В предыдущей лекции рассмотрены схемы для получения статических характеристик транзистора, в которых используется два источника питания – для входной цепи (базовой или эмиттерной) и для выходной – коллекторной. В практических схемах применяется один источник питания – в коллекторной цепи, а база или эмиттер получают питание от этого же источника через резисторы, которые называют цепями смещения. Цепи смещения служат для установки режима работы транзистора по постоянному току. Поскольку усилители обычно предназначены для усиления сигналов переменного тока (речь, музыка), то в схеме усилителя цепи постоянного и переменного тока разделяются с помощью конденсаторов. Исключение составляют специальные схемы усилителей постоянного тока (УПТ).