Статистические характеристики биполярного транзистора

В рассмотренной схеме базовый электрод является для эмиттерной коллекторной цепей. Такая схема включения триода называется схемой с общей базой (ОБ). В этой схеме эмиттерная цепь является входной, а коллекторная – выходной. Зависимость между током и напряжением во входной и выходной цепях транзистора определяют его вольтамперные характеристики.

Кроме схемы включения с общей базой существуют схемы включения транзистора с общим эмиттером и общим коллектором (усилительные свойства всех схем рассмотрены ниже).

Статический коэффициент усиления (или коэффициент передачи тока) в схеме с ОЭ равен

, U_к = const.

Можно показать, что

.

Для выпускаемых: в настоящее время транзисторов коэффициент β колеблется в пределах 10 200.

В ходной характеристикой транзистора включенного по схеме о ОЭ, является зависимость I_б(U_б) при U_кэ=const, а выходной характеристикой - зависимость I_к(U_кэ) при U_б =const. Эти характеристики для транзистора типа p-n-p показаны на рис.3. Они снимаются экспериментально.

Статические характеристики передачи тока и обратной связи транзистора с ОЭ представляют зависимость I_к = f(I_б) при U_б.э= const; U_к.э= f (I_б) при I_б = const. Вид этих характеристик показан на рис. 4.

Биполярный транзистор как усилительный элемент на переменном токе

В усилительном каскаде в цепь эмиттера, являющуюся вход­ной цепью, кроме источника постоянной ЭДС. Е_э вводится еще переменная ЭДС сигнала е_вх, подлежащая усилению, а в цепь коллектора, представляющую собой выходную цепь, включается источник Е_к и резистор R_к (рис.4).

При подаче на вход транзистора переменного напряжения u_вх эмиттерный ток становится пульсирующим, вызывая соответствующие изменения коллекторного тока. Последний, проходя по резистору R_к , создаем на нем пульсирующее, повторяющее по форме входной сигнал. Переменная составляющая пульсирующего напряжения U_вых с помощью конденсатора С отделяется от постоянной состав­ляющей и подается на выходные зажимы усилителя к нагрузке. Коэффициент усиления напряжения К_U равен:

К_U = ,

г де I_км и I_эm - где амплитуды переменных составляющих коллекторного и эмиттерного токов; R_в - входное сопротивление, т.е. сопротивление между выводами эмиттера и базы для переменного тока.

Так как I_к I_э, то К_U ,

Входное сопротивление в рассматриваемой схеме мало R_вх=10 100 Ом, так как к эмиттерному переходу приложено прямое напряжение. К коллекторному переходу приложено обратное напряжение, и поэтому сопротивление это­го перехода очень велико порядка I0⁵-10⁶ Ом. При та­ком большом сопротивлении коллекторного перехода сопротивление резистора R_к можно выбрать во много раз больше входного сопротивления без заметно­го уменьшения коллекторного тока и тем самым получить большой коэффициент усиления напряжения сигнала.

Одновременно с усилением напряжения происходит усиление мощности сигнала. Коэффициент усиления мощности

К_р = .

Из рассмотрения работы транзистора по данной схеме ясно, что усиление сигнала по току не происходит.

К₁ < 1

Таким образом, в данной схеме происходит усиление сигна­ла по напряжению и мощности, которое оказывается возможным благодаря тому, что изменение тока эмиттера происходит в цепи с малым сопротивлением, а вызванные им изменения коллекторно­го тока - в цепи, имеющей во много раз большее сопротивление.