- •Определение понятия “электропривод”
- •Механические характеристики
- •Определение момента инерции
- •Види систем електроживлення
- •Принцип дії польового транзистора
- •[Ред.] Різновиди
- •[Ред.] Характеристики
- •[Ред.] Застосування
- •[Ред.] Корпусування й монтаж
- •[Ред.] Типи випрямлячів
- •[Ред.] Схемотехнічні рішення
- •Елемент керованих випрямлячів - тиристор
- •Регулювальна характеристика керованого випрямляча
- •На малюнку зображена принципова схема симетричного випрямляча із зворотним діодом. При позитивному рівні
- •Несиметричний випрямляч
- •Структурна схема системи управління
[Ред.] Характеристики
Сімейство вольт-амперних характеристик для МОН-транзистора. Кожна крива показує залежність струму між витоком і стоком, в залежності від напруги між цими двома електродами, для різних значень напруги між витоком і затвором
Оскільки транзистор має три електроди, то для кожного із струмів через два електроди транзистора, існує сімейство вольт-амперних характеристикпри різних значеннях напруги на третьому електроді, або струму, який протікає через нього.
У багатьох застосуваннях важливі частотні характеристики транзисторів — швидкість перемикання між різними станами.
[Ред.] Застосування
Транзистор має два основні застосування: у якості підсилювачаі у якостіперемикача.
Підсилювальні властивості транзистора зв'язані з його здатністю контролювати великий струм між двома електродами за допомогою малого струму між двома іншими електродами. Таким чином малі зміни величини сигналу в одному електричному колі можуть відтворюватися з більшою амплітудою в іншому колі.
Використання транзистора у якості перемикача пов'язане з тим, що приклавши відповідну напругу до одного з його виводів, можна зменшити практично до нуля струм між двома іншими виводами, що називають запиранням транзистора. Цю властивість використовують для побудови логічних вентилів.
[Ред.] Корпусування й монтаж
Корпуси транзисторів виготовляються з металу, керамікиабопластику. Для транзисторів великої потужності необхідно додаткове охолодження.
Транзистори монтуються на друкованих платахза технологією «через отвір», або за технологієюповерхневого монтажу. При технології «через отвір», виводи транзисторів вставляються в попередньо просвердлені в платі отвори. Корпуси транзисторів стандартизовані, але послідовність виводів ні, вона залежить від виробника.
Поскольку транзистор имеет три вывода (эмиттер, база, коллектор), а два источника питания имеют четыре вывода, то обязательно один из выводов транзистора будет общим для обоих источников, т. е. одновременно будет принадлежать и входной цепи и выходной. По этому признаку различают три возможных схемы включения: с общей базой, с общим эмиттером и с общим коллектором.
3.3.1. Схема с общей базой
3.3.2. Схема с общим эмиттером
3.3.3. Схема с общим коллектором
3.3.1. Схема с общей базой |
Рассмотренный выше пример построения усилителя электрических сигналов с помощью транзистора является схемой включения с общей базой. На рис. 3.5. приведена электрическая принципиальная схема включения транзистора с общей базой.
Рис. 3.5. Включение транзистора по схеме с общей базой
Основные параметры, характеризующие эту схему включения получим следующим образом:
1. Коэффициент передачи по току:
. |
(3.3) |
2. Входное сопротивление:
. |
(3.4) |
Из (3.4) следует, что входное сопротивление транзистора, включенного в схему с общей базой, очень невелико и определяется, в основном, сопротивлением эмиттерного p-n-перехода в прямом направлении. На практике оно составляет единицы – десятки . Это следует отнести к недостаткам усилительного каскада, так как приводит к нагружению источника входного сигнала.
3. Коэффициент передачи по напряжению:
. |
(3.5) |
Коэффициент передачи по напряжению может быть достаточно большим (десятки – сотни единиц), так как определяется, в основном, соотношением между сопротивлением нагрузки и входным сопротивлением.
4. Коэффициент передачи по мощности:
. |
(3.6) |
Для реальных схем коэффициент передачи по мощности равняется десятки – сотни единиц.
3.3.2. Схема с общим эмиттером |
В этой схеме, (рис. 3.6), по-прежнему источник входного сигнала включен в прямом направлении по отношению к эмиттерному переходу, а источник питаниявключен в обратном направлении по отношению к коллекторному переходу, и в прямом по отношению к эмиттерному. Под действием источника входного сигналав базовой цепи протекает ток; происходит инжекция носителей из эмиттерной области в базовую; часть из них под действием поля коллекторного перехода перебрасывается в коллекторную область, образуя, таким образом, ток в цепи коллектора, который протекает под действием источника питаниячерез эмиттер и базу. Поэтому:
. |
(3.7) |
Рис. 3.6. Включение транзистора по схеме с общим эмиттером
Входным током является ток базы , а выходным – ток коллектора. Выходным напряжением является падение напряжения на сопротивлении нагрузки. Основные параметры, характеризующие эту схему включения определим из выражений:
1. Коэффициент усиления по току :
, |
(3.8) |
поделив в этом выражении числитель и знаменатель дроби на ток эмиттера , получим:
. |
(3.9) |
Из (3.9) видно, что в схеме с общим эмиттером коэффициент передачи по току достаточно большой, так как – величина, близкая к единице, и составляет десятки – сотни единиц.
2. Входное сопротивление транзистора в схеме с общим эмиттером:
, |
(3.10) |
поделив в этом выражении числитель и знаменатель на ток эмиттера , получим:
. |
(3.11) |
Отсюда следует, что: , т. е. по этому параметру схема с общим эмиттером значительно превосходит схему с общей базой. Для схемы с общим эмиттером входное сопротивление лежит в диапазоне сотни– единицы.
3. Коэффициент передачи по напряжению:
. |
(3.12) |
Подставляя сюда из (3.10), получим:
, |
(3.13) |
т. е. коэффициент передачи по напряжению в этой схеме точно такой же, как и в схеме с общей базой – и составляет десятки – сотни единиц.
4. Коэффициент передачи по мощности:
. |
(3.14) |
Что значительно больше, чем в схеме с общей базой (сотни – десятки тысяч единиц).
3.3.3. Схема с общим коллектором |
Исходя из принятых отличительных признаков схема включения транзистора с общим коллектором должна иметь вид (рис. 3.7). Однако в этом случае транзистор оказывается в инверсном включении, что нежелательно из-за ряда особенностей, отмеченных выше. Поэтому в схеме (рис. 3.7, а) просто механически меняют местами выводы эмиттера и коллектора и получают нормальное включение транзистора (рис. 3.7, б). В этой схеме сопротивление нагрузки включено во входную цепь; входным током является ток базы; выходным током является ток эмиттера.
Основные параметры этой схемы следующие:
1. Коэффициент усиления по току:
. |
(3.15) |
Рис. 3.7. Включение транзистора по схеме с общим коллектором
Поделив числитель и знаменатель этой дроби на ток эмиттера , получим:
, |
(3.16) |
т. е. коэффициент передачи по току в схеме с общим коллектором почти такой же, как в схеме с общим эмиттером:
.
2. Входное сопротивление:
. |
(3.17) |
Преобразуя это выражение, получим:
. |
(3.18) |
Из (3.18) следует, что входное сопротивление в этой схеме включения оказывается наибольшим из всех рассмотренных схем (десятки – сотни ).
3. Коэффициент усиления по напряжению:
. |
(3.19) |
Преобразуем это выражение с учетом выражений (3.16) и (3.18):
. |
(3.20) |
Поскольку представляет собой очень малую величину, то можно считать, что, т. е. усиления по напряжению в этой схеме нет.
4. Коэффициент усиления по мощности:
, |
(3.21) |
на практике он составляет десятки – сотни единиц.
Схему с общим коллектором часто называют эмиттерным повторителем, потому что, во-первых, нагрузка включена здесь в цепь эмиттера, а во-вторых, выходное напряжение в точности повторяет входное и по величине () и по фазе.
Схема с общим эмиттером является наиболее распространенной, т. к. дает наибольшее усиление по мощности из всех схем.
Схема с общей базой хоть и имеет меньшее усиление по мощности и имеет меньшее входное сопротивление, все же ее иногда применяют на практике, т. к. она имеет лучшие температурные свойства.
Схему с общим коллектором очень часто применяют в качестве входного каскада усиления из-за его высокого входного сопротивления и способности не нагружать источник входного сигнала.
Таблица 3.2.
Параметры схем включения биполярного транзистора
26.Припущення, які приймаються при аналізі схем перетворювачів.
27.Загальні поняття про випрямлячі (класифікація, типові структури та ін..)
Ви́прямлення — перетворення змінного струмуупостійний. Для випрямлення використовуютьсяелектричні пристрої, які пропускають струм тільки в одному напрямку —вентиліабодіоди.
Випрямляч електричної енергії - механічний, електровакуумний, напівпровідниковий або інший пристрій, призначений для перетворення змінного вхідного електричного струму в постійний вихідний електричний струм.
Пристрій, що виконує зворотну функцію - перетворення постійних напруги і струму в змінні напруг і струмів - називається інвертором. По принципу оборотності електричних машин випрямляч і інвертор є двома різновидами однієї і тієї ж електричної машини (справедливо тільки для інвертора на базі електричної машини - двомашинного агрегату).