Материал: Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие. 2000

Коэффициент усиления схемы по мощности равен произведению коэффициентов KI и KV

Схема с ОЭ обеспечивает усиление входного сигнала по току, напряжению и мощности, используется в усилителях, генераторах, формирователях и является самой распространенной.

В схеме ОК (рис.21) входной сигнал подается на входы база – коллектор, а выходной сигнал снимается с эмиттера.

Входное сопротивление схемы Rвх велико и равно Rвх≈Rн(β+1).

Коэффициент усиления схемы с ОК по току

Коэффициент усиления схемы с ОК по напряжению:

Схему с общим эмиттером часто называют эмиттерным повторителем, т.к. нагрузка включена в цепь эмиттера. Схема обеспечивает усиление по току, мощности, имеет коэффициент усиления по напряжению меньше единицы (Кv≈0,9ч0,99), отличается большим входным сопротивлением и малым выходным Rвх>>Rвых и широко используется в качестве согласующего каскада.

Статические характеристики транзисторов.

Статические характеристики транзисторов представляют собой графические зависимости между токами, протекающими в цепях транзистора, и напряжениями

21

на его входах и выходах. Эти характеристики приводятся в справочной литературе и используются при анализе и расчете электронных схем. Различают входные и выходные статические характеристики транзисторов.

Входные характеристики показывают зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном напряжении на коллекторе. Выходные

характеристики показывают зависимость выходного тока от напряжения на коллекторе при постоянном входном токе или напряжении. На рис. 22 приведены статические характеристики для схемы с ОЭ.

На выходной характеристике можно выделить три зоны, свойственные трем режимам работы транзисторов.

Область I - режим отсечки; область II - режим усиления и область III - режим насыщения.

Динамические характеристики транзистора определяют режим работы транзистора, в выходной цепи которого имеется нагрузка, а на вход подается усиливаемый сигнал.

В этой схеме увеличение тока базы вызывает возрастание тока в цепи коллектора и уменьшение напряжения на коллекторе. Ток и напряжение на коллекторе связаны между собой уравнением = U п − J к R к

Такой режим работы транзистора называется динамическим. Динамические

характеристики строятся на семействе статических при заданных напряжениях источника питания Uп и сопротивления нагрузки Rк. Для построения динамической характеристики используется уравнение, которое представляет собой уравнение прямой (АБВ).

22

Изменение температуры окружающей среды изменяет параметры транзистора и его статические и динамические характеристики. Это может привести к нарушению выбранного режима работы. Поэтому применяются различные методы температурной стабилизации.

Рис.23. Схема усилителя с ОЭ (а) и выходная характеристика (б).

Эквивалентные схемы транзисторов.

Эквивалентные схемы транзисторов применяются для анализа цепей, содержащих транзисторы. Как известно, транзистор представляет собой совокупность двух встречно включенных взаимодействующих p-n переходов. Обычно транзистор заменяется четырехполюсником. Параметры эквивалентной схемы могут быть определены либо расчетным, либо экспериментальным путем.

В настоящее время чаще всего применяются малосигнальные эквивалентные схемы в h-параметрах. Такая эквивалентная схема отражает зависимость

а) б)

Рис.24. Схема четырехполюсника (а), эквивалентная схема транзистора дл включения с ОЭ (б).

23

выходного тока J2 и входного напряжения U1 от входного тока J1 и выходного напряжения U2 транзистора.

Эта зависимость определяется системой уравнений

U1 =h11 J1 +h12 U2 ; J2 = h21 J1 + h22 U2

где ∆U1 и ∆U2- изменение входного и выходного напряжений. ∆J1 и ∆J2 - изменения соответствующих токов.

Для малых сигналов можно записать

U1 = h11J1 + h12 U2 ; J2 = h21J1 + h22 U2 ;

Все h параметры имеют физический смысл.

h11=U1/J1- входное сопротивление транзистора при короткозамкнутом выходе

(U2=0).

h12=U1/U2 - коэффициент обратной связи по напряжению при разомкнутом по переменному току входе (J1=0)

h21=J2/J1 - коэффициент передачи тока при короткозамкнутом выходе (U2=0) h22=J2/U2 - выходная проводимость при разомкнутом по переменному току

входе (J1=0).

Коэффициенты h зависят от схемы включения транзисторов (ОБ, ОЭ, ОК). Для транзисторов, включенных с ОЭ

Для высокочастотных схем используется эквивалентная схема в y- параметрах.

Биполярные транзисторы классифицируются по двум параметрам: по мощности и по частотным свойствам. По мощности они подразделяются на

маломощные (Pвых≤0,3 Вт), средней мощности (0,3 Вт<Рвых≤1,5 Вт) и мощные (Рвых >1,5 Вт); по частотным свойствам - на низкочастотные (fб≤0,3 МГц), средней

частоты (0,3МГц< fб≤3МГц), высокой частоты (3МГц<fб<30МГц) и сверхвысокой частоты (fб>30МГц).

Маркировка биполярных транзисторов предусматривает шесть символов.

24

Первый символ - буква (для приборов общего применения) или цифра для приборов специального назначения, указывающая исходный полупроводниковый материал, из которого изготовлен транзистор: Г(1)- германий, К(2)-кремний, А(3)- арсенид галлия.

Второй символ – буква Т, означающая биполярный транзистор, Третий символ- цифра, указывающая мощность и частотные свойства транзистора (таблица 2).

Четвертый и пятый символы - двухзначное число, указывающее порядковый номер разработки.

Шестой символ- буква, обозначающая параметрическую группу прибора.

Полевые транзисторы. Полевым транзистором называется транзистор, в котором между двумя электродами образуется проводящий канал, по которому протекает ток. Управление этим током осуществляется электрическим полем, создаваемым третьим электродом. Электрод, с которого начинается движение носителей заряда, называется истоком, а электрод, к которому они движутся- стоком. Электрод, создающий управляющее электрическое поле называется

затвором.

Различают два типа полевых транзисторов: с управляющим p-n-переходом и

а) б)

Рис.25. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом (а) и его условно обозначение (б).

25