Біполярні напівпровідникові прилади

1 Біполярні транзистори: схеми вмикання

2 Біполярні транзистори: статичні характеристики

1 Біполярні транзистори: схеми вмикання

У залежності від того, якій електрод БТ вважається БТ вхідним, якій – вихідним і який – спільним, розрізняють три схеми вмикання БТ: схема зі спільною базою (ССБ), схема зі спільним емітером (ССЕ), схема зі спільним колектором (ССК).

Схема зі спільною базою

Схема зі спільною базою наведена на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1

З огляду на те, що ця схема детально була проаналізована у попередній лекції (див. рис. 2.10 і коментар до нього), тут доцільно навести лише основні співвідношення для неї.

Загальний струм колектора

, (3.1)

де – статичний коефіцієнт передачі струму емітера в ССБ. Для сучасних БТ

Загальний струм бази

. (3.2)

Струм можна не враховувати, оскільки він незначний. Із формули (2.4) випливає

З урахуванням рівності (3.1),

(3.3)

Порівнюючи (3.2) і (3.3), одержуємо

(3.4)

Переваги ССБ

1 Некерованою складовою струму колектора (вихід­ного струму) є невеликий (особливо у кремнієвих БТ) струм Оскільки він суттєво залежить від температури як струм насичення (див. лекцію 1), то його мала величина зумовлює невелику температурну зміну характеристик БТ у цій схеми вмикання.

Недоліки ССБ

1 Малий вхідний опір схеми, оскільки вхідним струмом є .

2 Малий коефіцієнт передачі вхідного струму . Схема не підсилює вхідний струм, а відтак її застосування досить обмежено.

Схема зі спільним емітером (рис. 3.2)

БТ працює в АР, фізичні процеси перебігають аналогічно до процесів, розглянутих у лекції 2 для ССБ. Під дією напруги у колі емітера тече струм. Основна його частина тече до колектора, створюючи керовану скла­дову вихідного струму. Друга, менша частина струмутече у коло бази, створюючи струм. Назустріч останньому через базу тече зворотний струм .

Рисунок 3.2

Знайдемо рівність для вихідного струму ССЕ, подібну до рівності (3.1). Підставимо (2.4) до (3.1)

,

,

. (3.5)

Уведемо позначення

. (3.6)

Тоді вираз (3.5) набуває вигляду

. (3.7)

У цій формулі – керована складова вихідного струму,– некерована складова.

У формулі (3.6) – це статичний коефіцієнт передачі струму бази. Якщо, то значення.

Переваги ССЕ.

1. Високий коефіцієнт передачі вхідного струму , а відтак добре керування вихідним струмом, суттєве підсилення вхідного струму.

2. Значно більший вхідний опір ССЕ порівняно із ССБ, оскільки при однакових вхідних напругах струм бази.

Недоліки ССЕ

1 Некерована складова вихідного струму у разів більша, ніж у ССБ, оскільки струмяк складова вхідного струмупідсилюється транзистором. Тому схема, попри те, що набула широкого застосування в елект­роніці, потребує серйозних заходів щодо до температурної стабілізації параметрів.

Схема зі спільним колектором

На рисунку 3.3 наведена схема зі спільним колектором.

Рисунок 3.3

Режим роботи БТ – активній. Вхідна напруга , вихідна . Вхідний струм, вихідний .

Скористаємось формулами (3.1) і (2.4)

,

,

. (3.8)

Уводимо позначення – статичний коефіцієнт передачі струму бази в ССК. Остаточно одержимо

(3.9)

Отже, вихідний струм у ССК також має керовану і некерованускладові.

Переваги ССК

1 , а відтак ССК має добрі підсилювальні властивості, як і ССЕ.

2 Оскільки (мала як напруга на відкритому ЕП), тобто, і(), то ССК має великий вхідний і малий вихідний опори. Тому ССК є основою побудові каскадів, які називаютьсяемітерними повторювачами.

Недолік ССК. Подібно до ССЕ, ця схема має велику некеровану складову вихідного струму

.