Конспект лекций для студентов специальности 190901 «Системы обеспечения движения поездов»


Схемы включения биполярного транзистора и их основные параметры



бет30/77
Дата30.01.2022
өлшемі5,1 Mb.
#116187
түріКонспект лекций
1   ...   26   27   28   29   30   31   32   33   ...   77
Байланысты:
Конспект лекций Электроника 2012

6.3. Схемы включения биполярного транзистора и их основные параметры


Из рис. 6.2 видно, что транзистор включён выводом базы к общей точке источников питания. Можно к такой точке подключить также эмиттер или коллектор. По этому принципу различают схемы включения транзисторов: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК).

В зависимости от схемы включения транзистора изменяются его параметры: коэффициент передачи по току KI, коэффициент передачи по напряжению в режиме нагрузки KU, входное rвх и выходное rвых сопротивление, сдвиг фазы усиливаемого сигнала . В табл. 6.1 представлены схемы включения транзистора и их основные параметры.

Таблица 6.1

Схемы включения биполярного транзистора и их основные параметры



Параметр

Схема ОБ

Схема ОЭ

Схема ОК









KI

1



+1

KU

10…200

10…100

1

rвх

1…100 Ом

100…1000 Ом

Rн  (+1)

rвых

105106 Ом

104105 Ом

10…100



0

180

0

6.4. Режимы работы транзистора


Полярность напряжений и направление токов на схемах в табл. 6.1 справедливы для нормального активного режима работы транзистора. В этом режиме переход эмиттер-база открыт, а переход коллектор-база закрыт.

Различают ещё три режима работы транзистора: режим отсечки, режим насыщения и инверсный режим.

В режиме отсечки оба перехода транзистора закрыты. Для перевода транзистора в этот режим изменяют полярность напряжения UЭБ, подключая минус к эмиттеру, а плюс – к базе. Через закрытые переходы протекают только малые обратные токи Iэ0 и Iк0. Эти токи создаются не основными носителями зарядов, а величина токов практически не зависит от напряжений UЭБ и UКБ.

В режиме насыщения оба перехода транзистора открыты. Для перевода транзистора в этот режим изменяют полярность напряжения UКБ, подключая плюс к коллектору, а минус – к базе. Напряжение на открытых переходах составляет 0,1…0,6 В. Не основные носители зарядов могут проходить через базу в обоих направлениях, а конкретное направление тока зависит от соотношения UЭБ и UКБ.

В инверсном режиме переход эмиттер-база закрыт, а переход коллектор-база открыт. Для перевода транзистора в инверсный режим одновременно изменяют полярность источников питания UЭБ и UКБ. Поскольку конструкция современных транзисторов несимметрична (толщина области коллектора больше толщины области эмиттера), на закрытый переход эмиттер-база нельзя подавать большое напряжение. Обычно UЭБ  5 В. В таком режиме коэффициенты передачи тока транзистора уменьшаются, поэтому инверсный режим в современной схемотехнике практически не используется.

Следует отметить, что зависимость тока коллектора от тока базы в схеме ОЭ и от тока эмиттера в схеме ОБ с учётом обратного тока закрытого коллекторного перехода Iк0 отличается от основного уравнения токов транзистора (6.1) и определяются формулами:

для схемы ОЭ Iк = (Iб + Iк0); (6.5)

для схемы ОБ Iк = Iэ + Iк0,

где Iк0 – обратный ток перехода база-коллектор при токе Iэ = 0.

Рассмотрим пример, в котором учитывается эта зависимость.



Пример расчёта токов транзистора в нормальном активном режиме

Коэффициент передачи тока базы транзистора = 50, обратный ток перехода коллектор-база Iк0 = 10 мкА. Рассчитать токи Iк, Iэ, Iб при включении по схеме ОБ и ОЭ, если ток коллектора был одинаковый в обеих схемах, а соотношение токов Iэ = 55Iб. Как изменится ток эмиттера в схеме ОЭ при изменении тока базы на 50 мкА?

Решение. Воспользуемся формулами (6.4) и (6.5).

В соответствии с условиями задачи можно записать:



;

Iк = (Iб + Iк0) = 50 (Iб + 10);

Iк = Iэ + Iк0 = 0,9855Iб + 10;

или Iк = 50Iб + 500;



Iк = 54Iб + 10.

Решая эту систему относительно тока базы, находим 4Iб = 490 мкА или Iб = 0,122 мА. Ток эмиттера в схеме ОБ Iэ = 55Iб = 6,7 мА. Ток коллектора можно найти по любому уравнению Iк = (Iб + Iк0) = 50 (0,122 + 10) = 6,6 мА.

При изменении тока базы на Iб = 50 мкА ток коллектора изменится на

Iк = Iб = 5050 = 2500 мкА = 2,5 мА;

а изменение тока эмиттера равно сумме изменений этих токов

Iэ = Iк + Iб = 2,55 мА.

Более подробные сведения о расчётах токов транзисторов приведены в литературе [20, 22].

Контрольные вопросы

1. Чем отличаются полевые и биполярные транзисторы?

2. По каким параметрам классифицируются биполярные транзисторы?

3. Расшифруйте обозначение КТ315А, ГТ404Б.

4. Нарисуйте схемы включения ОБ и ОЭ биполярного транзистора структуры p-n-p, работающего в нормальном активном режиме. Укажите полярность питающих напряжений и направление токов.

5. Нарисуйте схемы включения ОБ и ОЭ биполярного транзистора структуры n-p-n, работающего в нормальном активном режиме. Укажите полярность питающих напряжений и направление токов. В чём отличие от аналогичных схем транзистора структуры p-n-p?

6. Охарактеризуйте состояние переходов транзистора (открыт, закрыт) в режимах отсечки, насыщения и инверсном.

7. Как влияет обратный ток закрытого коллекторного перехода на величину коэффициентов передачи тока эмиттера и тока базы транзистора? Отличаются ли значение коэффициентов А и , В и и почему?



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   26   27   28   29   30   31   32   33   ...   77




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет