О СВОЙСТВАХ ТРАНЗИСТОРОВ

May 7, 2010 by admin Комментировать »

Современные электронные усилительные устройства работают на тран­зисторах и интегральных микросхемах. Аналоговая микросхема представляет «обой миниатюрный усилительный каскад или даже усилитель, изготовленный яа кристалле размером в несколько квадратных миллиметров. В состав инте­гральной микросхемы входят десятки л сотни транзисторов, резисторы и кон­денсаторы. Набор интегральных микросхем весьма обширен, включает в себя усилители звуковой, высокой и промежуточной частот для радиоприемников и телевизоров, различные каскады преобразователей частоты, специальные уси­лители (дифференциальные и операционные и пр.). Степень интеграции все воз­растает, т. е. в одной микросхеме может умещаться все больше каскадов ра­диоприемника или даже телевизора. Но пока основой распространенных ра­диолюбительских конструкций остаются транзисторы, часто в сочетании с ин­тегральными микросхемами.

Если для нормальной работы микросхемы необходимо лишь обеспечить ей определенные напряжения питания (мы не говорим сейчас о подключении внеш­них дополнительных элементов и о подборе параметров внешних корректиру­ющих цепей), то транзистор нуждается в правильном выборе режима работы. От этого зависят многие параметры устройства и возникающие при этом ис­кажения усиливаемых сигналов. Особенно это относится к работе мощных тран­зисторов.

В настоящее время в электронной аппаратуре применяются обычные тран­зисторы (биполярные) и полевые (униполярные). Биполярные имеют два р-n перехода. Они могут включаться по схеме с общей базой (ОБ), с общим эмит­тером (ОЭ) или общим коллектором (ОК) (рис. 1).

clip_image002

Рис. 1. Принципиальные схемы включения транзисторов:

в — с общей базой; б — с общим эмиттером; в — с общим коллектором (эмиттерный повторитель)

В схеме включения ОБ (рис. 1,а) входным электродом является эмиттер, а выходным — коллектор. Входное сопротивление транзистора невелико (де­сятки ом), так как эмиттерный р-n переход включен в прямом направлении, выходное — большое, поскольку коллекторный переход смещен в обратном на­правлении. Такое сочетание входного и выходного сопротивлений неудобно для создания многокаскадных усилителей: трудно согласовать большое выходное со­противление предыдущего с малым входным сопротивлением последующего кас­када.

clip_image004

Рис. 2. Структурная схема транзистора р-nтипа

Из рис. 2 видно, что входным является ток эмиттера IЭ. Часть его от­ветвляется в базу, образуя ток базы IБ, а другая — ток коллектора Iк. Таким образом, полезный управляемый ток коллектора, протекающий через нагрузку, составляет только часть входного тока эмиттера: Iк=Iэ — IБ, т. е. коэффициент передачи тока h21Э<1. Причем, чем ближе значение h21Э к единице, тем вы­ше качество транзисторов. У высококачественных транзисторов h21Э = 0,95 — 0,99.

Следует отметить, что не весь ток коллектора Iк управляем. Если разо­рвать цепь эмиттера, то ток коллектора не исчезнет, а только значительно уменьшится и к тому же изменит направление. Такой ток называется обратным током коллектора IKБО. Он почти не зависит от напряжения на коллекторном переходе UKБ, но зависит от температуры перехода. Чем меньше обратный ток коллектора IKБO, тем выше качество транзистора.

Если включить транзистор по схеме 03 (рис. 1,6), то его коэффициент пе­редачи тока равен приращению выходного тока коллектора ДIк к вызвавшему его приращению тока базы ДIБ. Следовательно ДIк/ДIБ=h21э что составля­ет девятки и даже сотни единиц.

Значительно увеличивается (до сотен и тысяч ом) при включении транзи­стора по схеме ОЭ и входное сопротивление каскада, поскольку теперь вход­ным является незначительный ток базы. Большое входное сопротивление удоб­но для согласования транзистора с предыдущим каскадом, так как в этом случае транзистор меньше шунтирует его. Поэтому включение транзистора по схеме ОЭ — это основная схема использования транзистора в усилительных каскадах. Схема включения ОБ применяется чаще всего в каскадах с двумя транзисторами.

При включении транзистора по схеме (Ж (рис. 1,в) входным является ток базы, поэтому транзистор имеет достаточно большое входное сопротивление. Выходное сопротивление такого каскада мало, так как нагрузка включена в эмиттерную цепь, а переход включен в прямом направлении. Такая схема вклю­чения называется эмиттерным повторителем. Достоинство его состоит в том, что ток в эмиттерной нагрузке по фазе и полярности совпадает с входным током базы. В отношении же коэффициента передачи тока схема ОК. не усту­пает схеме ОЭ: ДIЭ/ДIБ=1+h21Э.

Статический коэффициент передачи тока h21Э характеризует работу тран­зистора на постоянном токе. При работе транзистора в режиме усиления пе­ременных электрических сигналов его усилительная способность в схеме ОЭ оценивается коэффициентом h21э, который тоже представляет собой отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению входного тока и на­зывается козффициентом передачи тока; в режиме малого сигнала.

Коэффициенты передачи тока зависят от токов и напряжений на электро­дах транзисторов. Обычно коэффициент передачи тока достигает максимума при некотором среднем токе эмиттера; именно это значение тока указывают в спра­вочниках как рекомендуемое для измерения коэффициента передачи тока. За­висимость коэффициента передачи тока от коллекторного напряжения стано­вится заметной только при очень малых или очень больших коллекторных на­пряжениях, но в таких режимах транзисторы не используются, особенно при максимальных коллекторных напряжениях, так как велика опасность пробоя перехода.

Источник: Соболевский А. Г., Почему появились искажения? 2-е изд., перераб. и доп. Массовая радиобиблиотека; Вып. 1086, Издательство «Радио и связь», 1985

2 комментариев(ия)

  1. Ушелец says:

    Было бы правильным указывать источники информации.

  2. admin says:

    Указал в конце статьи, спасибо что заметили.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты