Основні схеми вмикання транзисторів. Лекція 2

Тема заняття: Основні схеми вмикання транзисторів.

                                                                      План лекції

1.     Схема вмикання зі спільною базою.

2.     Схема вмикання зі спільним емітером.

3.     Схема вмикання зі спільним колектором.

         Домашнє завдання: Л.1. §2.4 стор. 34-39.

  

Основні схеми вмикання і статичні характеристики біполярного транзистора

Як елемент електричного кола транзистор зазвичай використовується так, що один із його електродів є вхідним, другий вихідним, а третій - спільний відносно входу та виходу. У коло вхідного електроду вмика­ється джерело вхідного змінного сигналу, що його треба підсилити за потужністю, а у коло вихідного - навантаження, у якому виділяється посилена потужність. Залежно від того, який електрод є спільним для вхідного і вихідного кіл, як це показано на рис., розрізняють три схеми вмикання транзисторів:

• зі спільною базою - з СБ;

• зі спільним емітером - з СЕ;

• зі спільним колектором - з СК.

  

                      Схеми вмикання транзистора: а) з СБ; б) з СЕ; в) з СК

Слід зазначити, що основні схеми вмикання розглядаються для сиг­налу напруги змінного струму.

У схемі з СБ: І_Е — вхідний струм, Ік- вихідний, передатність струму:

• Статична

• динамічна

У схемі з СЕ: І_Б- вхідний струм, Ік - вихідний, передатність струму:

 • статична

• динамічна-

У схемі з СК: І_Б - вхідний струм, І_Е - вихідний,

Для електричних схем на біполярних транзисторах існує чотири сім'ї статичних вольт-амперних характеристик ("статичних" у тому розумінні, що для транзистора задаються фіксовані значення напруги між деякими його електродами або струму в одному з кіл, і знаходяться відповідні їм значення струму у другому колі або напруги між іншими електродами - у статичному режимі):

·       Сім’я вхідних характеристик

(сім'я - тому, що для кожного конкретного значення Uвих маємо свою залежність 

івх = f(Uвх));

·       сім'я вихідних характеристик

·       сім'я характеристик керування (характеристик прямої передачі)

·          

·       сім'я перехідних характеристик (характеристик зворотного зв'язку)

·          

Для кожної схеми вмикання з чотирьох сімей статичних ВАХ незалежними є лише дві. Для аналізу роботи транзистора та визначення його параметрів використовують частіше перші дві.

Для схеми з СБ статичні ВАХ, наведені на рис. 2.15, описуються залежностями:

вхідні

(при U_КБ = 0 маємо ВАХ прямо зміщеного базо-емітерного р-n переходу);

·                             вихідні

ВАХ транзистора, увімкненого за схемою з СБ:

а) вхідні; б) вихідні

Із рисунку видно, що вихідні характеристики майже паралельні осі напруги. Наявність невеликого нахилу (деяке збільшення Ік з ростом Uк_Б) пояснюється тим, що колекторна напруга має вплив, хоча і слабкий, на рух носіїв до колекторного переходу (в основному через звуження бази з ростом U_KE за рахунок розширення колекторно-базового р-п переходу).

Вхідні характеристики утворюють щільний пучок, що пояснюється слабким 

впливом колекторної напруги на струм емітера. Тому при прак­тичних розрахунках достатньо мати не сім'ю, а одну вхідну характе­ристику, зазвичай, для значення колекторної напруги 5 В (рис. 2.15,а).

Для схеми з СЕ статичні характеристики, що наведені на рис. 2.16, є залежностями:

•       вхідні

 

(при U =0 маємо ВАХ прямо зміщеного базо-емітерного р-n переходу);

•          Вихідні

(при І_Б = 0 фактично маємо ВАХ зворотно зміщеного базо-колекторно- го р-п переходу).

 а)   

б)

                                                   

ВАХ транзистора, увімкненого за схемою з СЕ: а) вхідні; б) вихідні

Вихідні характеристики схеми з СЕ мають більший нахил, ніж у схеми з СБ (це пояснюється сильнішим впливом колекторної напруги на передатність струму - на коефіцієнт β), вхідні характеристики більш лінійні.

ВАХ схеми з СК схожі з характеристиками схеми з СЕ, тому що в обох схемах вхідним є струм бази, а вихідні струми (І_Е або Ік) відрізняються незначно. Тому при практичних розрахунках вихідні ВАХ схеми з СЕ мож­на використовувати як вихідні ВАХ схеми з СК, якщо замінити струм колектора на струм емітера.

Вирази для статичних характеристик схеми з СК мають такий вигляд:

• вхідна -

• вихідна -