Устройство биполярного транзистора
Основные параметры биполярных транзисторов
жүктеу/скачать 93,96 Kb.
|
Неделя 3
| Основные параметры биполярных транзисторов:
Максимально допустимый постоянный ток коллектора; Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером при заданном токе коллектора и сопротивлении в цепи база-эмиттер; Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером при заданном токе коллектора и токе базы, равным нулю; Максимальное напряжение коллектор-база при заданном токе коллектора и токе эмиттера, равным нулю; Максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер-база при токе коллектора, равном нулю; Максимально допустимая постоянная мощность, рассеивающаяся на коллекторе; Статический коэффициент передачи тока; Напряжение насыщения между коллектором и эмиттером; Обратный ток коллектора. Ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера; Обратный ток эмиттера. Ток через эмиттерный переход при заданном обратном напряжении эмиттер-база и разомкнутом выводе коллектора; Граничная частота коэффициента передачи тока; Коэффициент шума; Емкость коллекторного перехода; Максимально допустимая температура перехода. 4)При анализе усилительных схем на транзисторах широко используются т.н. статические характеристики. Статическими характеристиками транзисторов называют графики, выражающие функциональную связь между постоянными токами и напряжениями на электродах транзистора. В зависимости от того, какие токи и напряжения принимаются за независимые переменные, возможны различные системы функциональной связи и соответствующие им семейства статических характеристик. В общем случае связь между токами и напряжениями на трех электродах транзистора можно выразить шестью различными системами (по четыре семейства характеристик в каждой системе). Мы не будем здесь рассматривать все эти случаи, а обратимся сразу к системе, получившей наибольшее распространение. Это т.н. система статических HH-параметров (или гибридная система), которая соответствует наиболее распространенной группе малосигнальных параметров (hh-параметров) и имеет ряд преимуществ перед другими системами. В данной системе в качестве независимых переменных приняты входной ток и выходное напряжение: Uвх=f(Iвх,Uвых)Uвх=f(Iвх,Uвых) Iвых=f(Iвх,Uвых)Iвых=f(Iвх,Uвых) В статическом режиме эти зависимости выражаются четырьмя семействами характеристик: входными Uвх=f(Iвх)∣∣Uвых=constUвх=f(Iвх)|Uвых=const выходными Iвых=f(Uвых)∣∣Iвх=constIвых=f(Uвых)|Iвх=const обратной связи Uвх=f(Uвых)∣∣Iвх=constUвх=f(Uвых)|Iвх=const прямой передачи Iвых=f(Iвх)∣∣Uвых=constIвых=f(Iвх)|Uвых=const Заметим, что для разных схем включения транзистора в качестве входных и выходных выступают токи и напряжения на его различных электродах. Поэтому вид статических характеристик зависит от схемы включения транзистора. Для однозначного установления зависимости между токами и напряжениями транзистора достаточно иметь два семейства характеристик из четырех названных. Другие два могут быть найдены с помощью перестроений. На практике наибольшее распространение получили входные и выходные характеристики. Характеристики прямой передачи и обратной связи обычно выступают в роли второстепенных. Статические характеристики имеют большое значение при анализе работы самых разнообразных усилительных схем. По статическим характеристикам выбирается оптимальное положение рабочей точки транзистора по постоянному току, вычисляются допустимые амплитуды колебаний переменного напряжения и тока на входе усилителя, анализируется линейность усиления и многие другие показатели схемы. По выходным характеристикам можно определить, правильно ли согласован усилительный каскад с нагрузкой, и предсказать поведение этого каскада при изменениях характера нагрузки. В реальных схемах транзисторных усилителей в качестве входных токов и напряжений выступают напряжения и токи на конкретных электродах. Например, для схемы с ОЭ входным напряжением будет напряжение на участке эмиттер—база (UЭБUЭБ), а выходным током — ток коллектора (IКIК). Часто статические характеристики транзисторных схем называют по имени электрода, ток которого эти характеристики отражают. Так, в приведенном выше случае мы будем говорить о выходных коллекторных характеристиках. 5,6,7) Существует три основные схемы включения транзисторов. При этом один из электродов транзистора является общей точкой входа и выхода каскада. Надо помнить, что под входом (выходом) понимают точки, между которыми действует входное (выходное) переменное напряжение. Основные схемы включения называются схемами с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК). Схема с общим эмиттером (ОЭ). Такая схема изображена на рисунке 1. Во всех книжках написано, что эта схема является наиболее распространненой, т. к. дает наибольшее усиление по мощности. Рис. 1 - Схема включения транзистора с общим эмиттером Услительные свойства транзистора характеризует один из главных его параметров - статический коэффициент передачи тока базы или статический коэффициент усиления по току ?. Поскольку он должен характеризовать только сам транзистор, его определяют в режиме без нагрузки (Rк = 0). Численно он равен: при Uк-э = const Этот коэффициент бывает равен десяткам или сотням, но реальный коэффициент ki всегда меньше, чем ?, т. к. при включении нагрузки ток коллектора уменьшается. Коэффициент усиления каскада по напряжению ku равен отношению амплитудных или действующих значений выходного и входного переменного напряжения. Входным является перемнное напряжение uб-э, а выходным - перемнное напряжение на резисторе, или что то же самое, напряжение коллектор-эмиттер. Напряжение база-эмиттер не превышает десятых долей вольта, а выходное достигает едениц и десятков вольт (при достаточном сопротивлении нагрузки и напряжении источника E2). Отсюда вытекает, что коэффициент усиления каскада по мощности равен сотням, тысячам, а иногда десяткам тысяч. Важной характеристикой является входное сопротивление Rвх, которое определяется по закону Ома: и составляет обычно от сотен Ом до едениц килоом. Входное сопротивление транзистора при включении по схеме ОЭ, как видно, получается сравнительно небольшим, что является существенным недостатком. Важно также отметить, что каскад по схеме ОЭ переворачивает фазу напряжения на 180° К достоинствам схемы ОЭ можно отнести удобство питания ее от одного источника, поскольку на базу и коллектор подаются питающие напряжения одного знака. К недостаткам относят худшие частотные и температурные свойства (например,в сравнении со схемой ОБ). С повышением частоты усиление в схеме ОЭ снижается. К тому же, каскад по схеме ОЭ при усилении вносит значительные искажения. Схема с общей базой (ОБ). Схема ОБ изображена на рисунке 2. Рис. 2 - Схема включения транзистора с общей базой Такая схема включения не дает значительного усиления, но обладает хорошими частотными и температурными свойствами. Применяется она не так часто, как схема ОЭ. Коэффициент усиления по току схемы ОБ всегда немного меньше еденицы: т. к. ток коллектора всегда лишь немного меньше тока эмиттера. Статический коэффициент передачи тока для схемы ОБ обозначается ? и определяется: при uк-б = const Этот коэффициент всегда меньше 1 и чем он ближе к 1, тем лучше транзистор. Коэффициент усиления по напряжению получается таким же, как и в схеме ОЭ. Входное сопротивление схемы ОБ в десятки раз ниже, чем в схеме ОЭ. Для схемы ОБ фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением отсутствует, то есть фаза напряжения при усилении не переворачивается. Кроме того, при усилении схема ОБ вносит гораздо меньшие искажения, нежели схема ОЭ. Схема с общим коллектором (ОК). Схема включения с общим коллектором показана на рисунке 3. Такая схема чаще называется эмиттерным повторителем. Рис. 3 - Схема включения транзистора с общим коллектором Особенность этой схемы в том, что входное напряжение полностью передается обратно на вход, т. е. очень сильна отрицательная обратная связь. Коэффициент усиления по току почти такой же, как и в схеме ОЭ. Коэффициент усиления по напряжению приближается к единице, но всегда меньше ее. В итоге коэффициент усиления по мощности примерно равен ki, т. е. нескольким десяткам. В схеме ОК фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением отсутствует. Поскольку коэффициент усиления по напряжению близок к единице, выходное напряжение по фазе и амплитуде совпадает со входным, т. е. повторяет его. Именно поэтому такая схема называется эмиттерным повторителем. Эмиттерным - потому, что выходное напряжение снимается с эмиттера относительно общего провода. Входное сопротивление схемы ОК довольно высокое (десятки килоом), а выходное - сравнительно небольшое. Это является немаловажным достоинством схемы. жүктеу/скачать 93,96 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|