Включение по схеме с общим эмиттером (оэ) Включение по схеме с общим эмиттером (об)

Включение по схеме с общим эмиттером (ОК)

Рис. 8 Схемы каскадов на биполярном транзисторе

Рис. 7. Усиление транзистором электрических колебаний

В этих схемах конденсаторы и являются переходными и предназначены для связи каскадов с источником входного сигнала и с нагрузкой по переменному току, исключая влияние цепей постоянного тока, обеспечивающих задание рабочих режимов транзистора. Эту задачу выполняют резисторы , , определяющих рабочую точку транзистора по постоянному току. Конденсатор блокирует (исключает из работы на переменном токе) резисторную нагрузку в схеме ОЭ и делитель напряжения в цепи базы схемы ОБ.

Дифференциальные коэффициенты передачи токов транзистора

Дифференциальный коэффициент передачи тока эмиттера в схеме с общей базой определяется отношением приращения тока коллектора к приращению тока эмиттера при неизменном напряжении U_кб:

.

Поскольку в средней области значений эмиттерного тока h_21Б постоянен и dh_21Б / dI₂ =0, то можно заключить, что d  h_21Б.

Транзистор также характеризуется интегральным коэффициентом передачи тока базы в схеме с общим эмиттером, равным отношению управляемой части коллекторного тока к управляемой части базового тока:

(1)

Поскольку h_21Б близок к единице, то h_21э 1.

Для схемы включения транзистора с общим эмиттером используются также дифференциальный коэффициент передачи тока базы.

при U_кэ = const (2)

Усилительные свойства и эквивалентная схема транзисторов по постоянному току

Усилительное свойство транзистора заключается в том, что ток эмиттера I_э, создаваемый источником Е_э, а также его приращения  I_э практически целиком передаются в коллекторную цепь, где этот с соответствующими приращениями уже течет под действием ЭДС источника Е_к, которая выбирается значительно большей Е_э. Мощность, потребляемая от этого источника, Р_к = I_к Е_к значительно превышает мощность Р_э =I_э Е_э, затраченную на создание тока I_э, и тока I_к  I_э. Таким образом, обеспечивается управление большой мощностью в коллекторной цепи при небольшой затрате мощности в эмиттерной цепи.

Рис.9.Упрощенная эквивалентная схема транзистора по постоянному току.

Для анализа работы транзистора удобно использовать его эквивалентную схему по постоянному току (рис. 9.).

На этой схеме резистор r^/_б учитывает распределенное сопротивление базы. Оно образуется слаболегированной областью базы (порядка 100 Ом). Диоды D_э и D_к отражают эмиттерный и коллекторный переходы. Генератор I_к = U_21БI_э учитывают прямую передачу тока эмиттера в коллектор.

Вольт-амперные статические характеристики и параметры транзисторов

Транзистор имеет 3 электрода, один из которых общий и для входной цепи, и для выходной. Поэтому транзистор удобно рассматривать в виде четырехполюсника (рис.10.), который характеризуют входными (U₁; I₁) и выходными (U₂; I₂) напряжениями и токами. Связь между этими четырьмя величинами I₁,U₁,I₂,U₂ в общем виде можно записать:

,

Для характеристики четырехполюсника обычно две из этих величин берут как независимые переменные, а две другие рассматриваются как функция этих величин. Для транзистора наиболее удобно выбрать I₁, U₂ за независимые переменные. Тогда уравнения четырехполюсника для транзистора примут вид:

U₁ = H₁₁I₁ + H₁₂U₂; I₂ = H₂₁I₁ + H₂₂U₂. (3)

Р ис. 10. Транзистор как четырехполюсник

Эти зависимости нелинейны, что усложняет анализ работы транзисторных схем. Чаще всего расчеты проводят графическим методом, когда связь между токами и напряжениями (вольт-амперные характеристики) задаются в виде графиков. Однако в общем виде эти зависимости изображаются более или менее сложными поверхностями и пользоваться ими также неудобно. Поэтому на практике пользуются так называемыми статическими характеристиками, представляющими собой зависимости тока от напряжения одного электрода, когда напряжения или токи на других электродах поддерживаются постоянными. Задавая различные значения фиксированному напряжению (аргументу) и устанавливая каждый раз зависимость электродного тока от варьируемого аргумента, получают семейство статических электродных характеристик.

Семейства статических характеристик транзистора запишутся в виде:

U₁ = f(I₁) при U₂ = const - входные статические характеристики,

U₁ = f(U₂) при - характеристики обратной передачи по напряжению,

при - характеристики прямой передачи по току,

при - статические выходные характеристики.

Из (3) легко установить физический смысл так называемых смешанных

H- параметров.

- Входное сопротивление транзистора для

переменной составляющей тока при коротко

замкнутой выходной цепи.

- Коэффициент обратной передачи по напряжению

при разомкнутой входной цепи по переменному току.

- Коэффициент передачи переменного тока при

коротком замыкании выходной цепи.

- Выходная проводимость при разомкнутой

входной цепи по переменному току.

Рис. 11. К определению H- параметров в схеме с ОЭ из статических характеристик.

Из рисунка 11. видно:

Аналогично можно определить H – параметры и для схемы с общей базой. Точность определения H- параметров графическим способом невысока.

В разных схемах включения вольт - амперные характеристики имеют разный ход, а параметры – разные значения. Однако физические процессы в транзисторе не зависят от схем включения. Поэтому между параметрами, определенными для транзистора в разных схемах включения, должна существовать связь.

Для расчета электронных транзисторных схем достаточно знать параметры в одной из схем включения из справочной литературы.