6.3.4.2.Схеми включення біполярного транзистора

В електричне коло транзистор вмикають так, що один з його електродів є вхідним, а другий – вихідним. Третій електрод є спільним відносно входу та виходу. У коло вхідного електрода вмикають джерело вхідного сигналу U_вх, який треба підсилити, в коло вихідного – опір навантаження R_н (рис. 6.16). Залежно від того, який електрод є спільним, розрізняють три схеми вмикання транзисторів: із спільною базою (СБ) (рис. 6.16; рис. 6.17,б), спільним емітером (СЕ) (рис. 6.17,а), спільним колектором (СК) (рис. 6.17,в). Назва схеми показує, який електрод є спільним щодо вхідного та вихідного кола. Схеми відрізняються своїми особливостями, але принцип вмикання підпорядковується загальним правилам транзистора: емітерний

перехід відкритий, а колекторний - закритий. Вибір схеми включення залежить від вимог технічного завдання до пристрою, який п роектується.

Основними параметрами, що характеризують транзистор при будь-якій схемі вмикання є коефіцієнти підсилення:

за струмом ;

за напругою ;

за потужністю .

Схема із спільним емітером

Вхідним струмом в цій схемі є невеликий струм бази І_Б, вихідним – струм колектора І_К (рис. 6.17,а). Невеликий струм бази (вхідного сигналу) керує великим струмом вихідного кола (вихідним сигналом на опорі навантаження).

Коефіцієнти підсилення такі:

коефіцієнт підсилення за струмом ;

коефіцієнт підсилення за напругою ;

коефіцієнт підсилення за потужністю .

Отже, в схемі СЕ транзистор виконує функцію підсилювального приладу, який підсилює струм, напругу і потужність. Ця схема має самий великий коефіцієнт підсилення за потужністю.

Схема із спільною базою

Вхідним струмом для цієї схеми включення є струм емітера І_Е, а вихідним – струм колектора І_К (рис. 6.17,б) .

Схема із спільною базою має наступні коефіцієнти підсилення:

коефіцієнт підсилення за струмом ;

коефіцієнт підсилення за напругою ;

коефіцієнт підсилення за потужністю .

Схема із спільною базою краща за частотними характеристиками від схеми із спільним емітером. Широко використовується на телебаченні.

Схема із спільним колектором

Вхідним струмом в цій схемі є струм бази І_Б, а вихідним – струм емітера І_Е (рис. 6.17,в). Ця схема має дуже великий опір вхідного кола (зворотно увімкнений p-n – перехід) і малий опір вихідного кола (прямо увімкнений емітерний перехід). Тому схема із спільним колектором використовується для узгодження опору багатоомного перетворювача з низькоомним навантаженням. Ця схема має спеціальну назву – емітерний повторювач. Вхідний опір емітерного повторювача може сягати 500кОм, а вихідний – 50-100Ом.

Схема із спільним колектором має такі коефіцієнти підсилення:

коефіцієнт підсилення за струмом ;

коефіцієнт підсилення за напругою ;

коефіцієнт підсилення за потужністю .

6.3.4.3.Вольт-амперні характеристики біполярного транзистора

Вхідною статичною вольт-амперною характеристикою транзистора є залежність вхідного струму від вхідної напруги, прикладеної до електродів вхідного кола при відсутності джерела вхідної змінної напруги U_вх, яку треба підсилити. Вихідною статичною вольт-амперною характеристикою транзистора є залежність вихідного струму від вихідної напруги, прикладеної до електродів вихідного кола.

а) статичні вольт - амперні характеристики транзистора p-n-p – типу, ввімкненого за схемою із спільним емітером

На рис. 6.18,а наведені вхідні статичні вольт-амперні характеристики

. Напівпровідниковий транзистор не можна механічно уявляти як два діоди, тому що процеси в одному p-n – переході впливають на процеси в іншому p-n – переході. Отже вигляд вхідної характеристики залежить також від напруги між емітером та колектором U_KE . В довідковій літературі реєструються дві криві цієї характеристики: для U_KE = 0 та U_KE = 5В.

Вихідні статичні характеристики наведені на рис. 6.18,б і відображають залежність струму колектора від напруги на колекторі при постійному струмі бази: . Вихідна характеристика нагадує вольт-амперну характеристику діода, що увімкнений зворотно (особливо при І_Б=0). На струм колектора значною мірою впливає струм бази. В робочій частині характеристик струм колектора незначно залежить від напруги між колектором та базою.