Статические характеристики тетрода типа КТ-920
4. Тетроды: выходные СХ iА=f(eA) – пологие (малая проницаемость экранирующей сетки), но круто обрываются вблизи еА=ЕС2 – напряжения на экранирующей сетке.
Проходные характеристики веерообразны. Напряжение еС, при котором возникает веер, зависит от напряжения ЕС2.
Характеристики тока экранной сетки iС2= f(eA) похожи на СХ тока сетки в триоде. В анодно-сеточной системе координат ток iС2, возникает при тех же значениях еС,
при которых возникает iА. 11
Ток управляющей сетки мал и не зависит от е .
Можно отметить две общие закономерности СХ ЭП:
1.Области с большой нелинейностью СХ (БН).
2.Области почти линейные (квазилинейные – КЛ)
В промежуточных областях характеристики слабо нелинейны (СН).
I. Область характеристик ниже оси абсцисс, где выходной ток равен нулю, называют областью отсечки.
II. Область характеристик, где выходной ток не зависит от управляющего напряжения называют областью насыщения (перенапряженного режима).
III. Область характеристик, где выходной ток больше нуля, называют активной областью. линия граничного
режима
Uкэ = Eк - Iк ∙ Rк – уравнение динамического режима |
|
работы транзистора (при uвх=U*sin t). |
12 |
|
|
Сходство характеристик всех ЭП позволяет применить единую их аппроксимацию.
Правила аппроксимации:
Каждая из СХ заменяется отрезками прямых, наиболее точно аппроксимирующих участки СХ с меньшей кривизной;
Линия граничного режима аппроксимируется отрезком прямой через точки наибольшей кривизны кривых семейства выходных СХ;
Веерообразные СХ аппроксимируются отрезком прямой в середине веера;
В активной области отрезки аппроксимирующих прямых должны быть параллельны и одинаково отстоять друг от друга для одинаковых перепадов напряжений (или токов).
13
Для описания семейства идеализированных СХ используют параметры:
• крутизну линии граничного режима SГР = iK /eКГР (БТ); SГР = iА /eАГР (лампы); Определение крутизны линии граничного режима Sгр (Sкр)
по выходным характеристикам Sгр=iamax/eа гр
Статические характеристики и линии граничного режима для триодов (а) и тетродов (б)
14
• крутизну характеристики коллекторного тока Si = iК/ iБ |
при еК = const |
(Si= 0 называют усилением транзистора по току в схеме с ОЭ); |
|
для ламп крутизну характеристики анодного тока S = iА/ eС |
при еА, ЕС2 = const; |
Определение крутизны зависимости выходного тока по проходной СХ с длинным сгибом
• напряжение отсечки (запирания), т.е. напряжение на базе еБ = Е'Б, при котором имеет место отсечка коллекторного тока (БТ) или еС = Е'С ( для лампы).
Определение крутизны S1=iamax/(Ec3-Ec1);
S2=iamax/(Ec3-Ec2);
S=(S1+S2)/2
Определение напряжения отсечки
E’c= (Ec1+Ec2)/2 15
Для ПТ с той же целью применяют:
крутизна линии граничного режима SГР = iC /еС , напряжение отсечки е3 = Е'3 и
крутизна (проходной ) характеристики тока стока S = iC / е3 при еС = const.
16
Проходные и выходные характеристики аппроксимируются тремя отрезками
прямых. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проходные |
|
I – область характеристик, где |
uВЫХ не |
||||||||||||||||||||||
( iВЫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СХ |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
влияет на iВЫХ; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Х БТ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вых |
|
|
i’вых=S(uВХ - E') |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II – область характеристик, где uВЫХ |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сильно влияет на iВЫХ. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uвых3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где S–крутизна проходной |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uвых2 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i''ВЫХ=S(uВХКР- E') |
характеристики, для ламп |
и |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uвых1 |
биполярных транзисторов, |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соответственно: |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх |
|
|
iвх |
|
S |
iA |
|
|
еА |
const; |
S |
iK |
|
еК |
const; |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E’ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
eC |
|
|
eБ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uвх |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
0 |
E’ |
|
вх1 |
0 |
вх3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
u u u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Проходные характеристики |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
iВЫХ=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при uВХ< E' и любом uВЫХ, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
i'ВЫХ=S(uВХ - E') |
|
при |
E' < uВХ < uВХКР, uВЫХ> uВЫХКР |
(область I), |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
i''ВЫХ=S(uВХКР - E') |
|
при uВХ > uВХКР, |
uВЫХ< uВЫХКР |
(область II). |
|
|
(1) |
|||||||||||||||||||||||||||
17
iвых |
|
i”вых=Sкр uвых |
|
|
Выходные |
|
|
|
|
|||||
|
|
СХ |
SКР – крутизна граничной |
|||||||||||
|
II |
|
|
I |
uвх3 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(критической) линии, на которой |
||||||
|
|
|
SD |
|
|
|
|
|
|
управление током iВЫХ |
||||
|
|
|
u |
вх2 |
|
|
|
передается от uВХ к |
uВЫХ; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
i’ |
вых |
=S(uВХ - E') |
|
|
SКР=tg . |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
uвх1 |
|
|
|
|
|
|
||||
Sкр |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|||
|
|
|
|
|
uвх3 |
|
|
|
SD |
A tg |
|
|||
0 |
|
|
|
|
uвх2 |
uвых |
|
|
|
eA |
|
|||
вых1 вых2 |
вых3 |
|
|
|
|
SD= ( uс/ ua) ( ia/ uс)= ia/ ua |
||||||||
|
u u u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходные характеристики |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
i'ВЫХ=S(uВХ - E') |
|
при |
|
uВЫХ > uВЫХКР , |
E' < uВХ < uВХКР |
|
(область I), |
|
||||||
i''ВЫХ=SКРuВЫХ |
|
|
при |
|
uВЫХ < uВЫХКР , |
uВХ > uВХКР |
(область II), |
|
||||||
iВЫХ=0 |
|
|
|
при uВЫХ <0 (для ламп). |
|
|
|
(2) |
||||||
uВХКР, uВЫХКР – значения напряжений, связанные равенством при i'ВЫХ= i''ВЫХ |
||||||||||||||
|
|
|
SКРuВЫХКР= S(uВХКР - E'), |
|
|
|
|
|
||||||
которое является условием граничного (критического) режима. |
18 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реальный ток iВЫХ равен меньшему из токов i ВЫХ и i ВЫХ, определяемых по (1) и (2), т. е.
iВЫХ=min{i ВЫХ, i ВЫХ}.
Принятая кусочно-линейная аппроксимация кажется грубой, но она дает приемлемую для инженерных расчетов точность (10-20 %).
Более точная аппроксимация не нужна из-за разброса реальных характеристик АЭ (10%-20%). Поэтому расчеты носят приближенный характер и должна быть предусмотрена регулировка рассчитываемых каскадов для компенсации этого разброса.
Влияние uВЫХ на ток в области I для всех АЭ сводится к замене напряжения uВХ в
(1), (2) управляющим напряжением uУ = uВХ + DuВЫХ, где D – коэффициент менее единицы («проницаемость»).
D |
eC |
iA const; |
SD |
iA |
tg |
|
|||||
|
eA |
||||
|
eA |
|
|
||
У ламп его называют «проницаемостью». Вклад DuВЫХ заметен, если переменная составляющая uВЫХ велика по сравнению с uВХ. Учет реакции выходной цепи соответствует замене горизонтальных прямых при аппроксимации прямыми с
угловым коэффициентом SD. |
19 |
В общем виде уравнение анодного тока трехсеточной лампы - пентода
iA f (еА ,еС ,еС 2 ,еС3 )
. где еА, еС, еС2, еС3 – соответственно напряжение на аноде, управляющей сетке, второй и третьей сетках.
Изменение анодного тока от изменения мгновенных напряжений на электродах выражается полным дифференциалом
iA
e
di |
|
|
iA |
de |
|
|
iA |
de |
iA |
de |
|
iA |
de |
, |
|
|
|
|
e |
e |
e |
||||||||||
|
A |
|
e |
A |
|
A |
|
C |
C 2 |
|
C3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
C 2 |
|
|
C 3 |
|
|
|
-где частные производные функции анодного тока соответствующего электрода; de - дифференциалы напряжений.
iA |
|
|
iA |
|
(e |
A |
,e |
,e |
)const S; |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
eC |
|
|
|
eC |
|
|
|
|
|
|
|
|
C 2 |
|
C3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
iA |
|
|
iA |
|
|
|
|
(e |
A |
,e |
|
,e |
3 |
)const S |
2 |
; |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
eC 2 |
|
|
|
|
|
eC 2 |
|
|
|
|
C |
C |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
iA |
|
|
iA |
|
|
|
|
(e |
A |
,e |
|
,e |
2 |
)const S |
; |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
eC 3 |
|
|
|
|
|
eC 3 |
|
|
|
|
C |
C |
|
3 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
iA |
|
|
iA |
|
(e |
|
,e |
,e |
)const tg |
1 |
, |
|||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
eA |
|
|
|
eA |
|
|
|
|
C |
|
|
|
C 2 |
|
C 3 |
|
|
|
|
Ri |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
по напряжению соответствующих
20
|
iKБ,i |
|
eK eK |
eK |
|
|
|
|
|
|
|
eK 0 |
|||
|
|
|
I |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
e |
} |
iБ |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
eK eK |
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
K |
|
||
|
|
|
|
|
|
II |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
eБ |
||
|
|
|
|||||
|
|
EБ |
|
|
|||
Входная характеристика биполярного транзистора
Т 
Влияние температуры на проходные характеристики транзистора
Входная характеристика iВХ(uВХ, uВЫХ).
В области I зависимость iВХ(uВХ) при постоянном
uВЫХ аппроксимируется кусочно-линейной функцией, подобной (1) - (как для проходной):
iвх Sвх (uвх Eвх' |
) uвх Eвх' |
(3) |
Если общим электродом является эмиттер, а входным – база, то для биполярных транзисторов в области I полагают E'ВХ= Е', Е' – напряжение
отсечки. В области II ток базы резко возрастает.
Уламп (схема с ОК) обычно E'ВХ=0, a Е'<0.
Вобласти II ток сетки резко возрастает.
Уполевых транзисторов (ОИ): ток затвора отсутствует.
На характеристики токов биполярных транзисторов при заданных напряжениях сильно влияет температура.
Эти изменения характеристик можно учесть,
уменьшая Е' и S (штриховые линии на рис. а). |
|
u = - 2 мВ/оС |
21 |
БЭ |
|