Читальный зал -->  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

база - эмиттер при постоянном напряжении коллектор - эмиттер (рис, 1.33, а):

Д = /((Убэ) при /;кэ = const.

Проходная характеристика может быть построена по точкам, взятым на входных и выходных характеристиках. Она начинается не из начала координат (так как ток коллектора появляется, когда ток базы /б>0), а при значении напряжения t/бэ, равном пороговому Unop. Начальный участок ее пологий, а с дальнейшим увеличением Обэ характеристика становится круто восходящей и практически линейной. При С/бэ пор транзистор остается закрытым, ток Д = 0; при Uc3 > бпор транзистор открывается.

Unop

50 ЮО 150 1б. мкА б

Рис. 1.33. Проходная характеристика (а) и характеристика прямой передачи (б) транзистора в схеме ОЭ

Характеристикой прямой передачи называют зависимость выходного тока от входного. Для схемы ОЭ это зависимость тока коллектора от тока базы при постоянном напряжении коллектора (рис. 1.33,6):

/к = П/б) при /кэ = const.

Эта характеристика выходит из начала координат. С увеличением тока базы возрастает и ток коллектора; сначала медленно, а затем быстрее и практически линейно.

На характеристики транзистора оказывает сильное влияние температура: с повышением температуры коллекторные характеристики, снятые при том же значении тока базы, располагаются выше (рис. 1.34). Влияние температуры в схеме ОЭ значительно больше, чем в схеме ОБ. Основная причина перемещения характеристик вверх - значительное увеличение обратного тока коллекторного перехода, который в схеме ОЭ увеличивается в десятки - сотни раз. Кроме того, усиление тока в схеме ОЭ также возрастает с повышением температуры.

В схеме ОК входным током является ток базы /б, а выходным-ток эмиттера Входное напряжение создается между ба-

ЗОЙ и общей точкой входной и выходной цепей, к которой через источник постоянного тока подключен по сигналу коллектор, поэтому входное напряжение - С/бк, а выходное - на сопротивление нагрузки, включенной между эмиттером и общей точкой,- является напряжением Uk. Как видно из схемы рис. 1.29, в, во входной цепи на эмиттерном переходе действуют два напряжения-от источника сигнала и на резисторе нагрузки бвых, причем приращения этих напряжений находятся в противофазе, так что фактически напряжение на переходе равно их разности и очень мало. Этим объясняется соотношение U < Ux, но разность между ними невелика. Таким образом, в схеме ОК практически не усиливается напряжение, а усиливается только ток;

Рис. 1.34. Влияние температуры на коллекторные характеристики транзистора в схеме ОЭ

30 и ,в

во столько же раз усиливается мощность сигнала. Из-за отсутствия усиления напряжения, снимаемого с эмиттерной нагрузки, простейший усилитель, построенный по схеме ОК, называют эмиттерным повторителем. Входное сопротивление схемы ОК очень велико, так как ток базы протекает под действием небольшой разности напряжений Uux - U и имеет малую величину:

Rbx.k -

Ale,

при = const (десятки килоом)

Выходное сопротивление схемы ОК, наоборот, очень мало; значительно меньше, чем в схемах ОБ и ОЭ.

При снятии статических характеристик источник усиливаемых колебаний и резистор нагрузки не включают. В этом случае схема ОК становится точно такой же, как схема ОЭ. Поэтому статические входные и выходные характеристики в этих двух схемах одинаковы.

1.4.3. Параметры транзисторов

Для оценки свойств транзисторов наряду с их характеристиками используют параметры. Различают две группы параметров: первичные и вторичные.

к первичным относят собственные параметры транзистора, характеризующие его физические свойства (рис. 1.35, а) и не зависящие от схемы включения:

Гэ - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода в прямом направлении; составляет единицы и десятки ом; объемное сопротивление базы; составляет сотни ом; -дифференциальное сопротивление коллекторного перехода в обратном направлении; составляет сотни килоом;

Вход

Рис. 1.35. Структура транзистора, иллюстрирующая его первичные параметры л Гк, Гб, С, Ск (а), и представление транзистора в виде четырехполюсника для определения Л-параметров (б)

Сэ - емкость эмиттерного перехода; составляет сотни пико-фарад;

Ск -емкость коллекторного перехода; составляет десятки пикофарад.

Влиянием емкостей С, и Ск в области звуковых частот можно пренебречь.

Сопротивления эмиттерного и коллекторного переходов зависят от режима транзистора и могут быть определены как дифференциальные сопротивления для данной рабочей точки по статическим характеристикам транзистора в схеме ОБ; сопротивление эмиттерного перехода - по входной характеристике как отношение малого приращения напряжения эмиттера к вызванному им приращению тока эмиттера при постоянном напряжении коллектора:

г, = при t/к = const;

сопротивление коллекторного перехода -по выходной характеристике как отношение приращения напряжения коллектора к вызванному им малому приращению тока коллектора при постоянном токе эмиттера:

при /, = const.

к неудобству использования первичных параметров транзистора Гэ, Гб и Гк следует отнести то, что их невозможно непосредственно измерить с помощью измерительных приборов, поскольку точки для подключения прибора находятся внутри структуры транзистора.

К параметрам транзистора относят также дифференциальные коэффициенты усиления тока в трех схемах включения. Учитывая их зависимость от режима, коэффициенты усиления тока определяют как отношение приращения выходного тока к вызвавшему его малому приращению входного тока при данном неизменном выходном напряжении.

Для схемы ОБ коэффициент усиления тока а:

а = при L/кб -= const; а= 0,95-0,99.

Для схемы ОЭ коэффициент усиления тока р:

Р = при = const; р = 20-200.

Для схемы ОК коэффициент усиления тока у: Y = -f7 при 6/,к = const; Y = 20-200.

Коэффициенты усиления тока, называемые также коэффициентами передачи тока, в разных схемах включения транзистора связаны соотношениями:

1+Р Y

Р = т; P = v-i;

Коэффициенты усиления тока аир могут быть определены по выходным характеристикам транзистора в схемах включения ОБ и ОЭ.

Сущность вторичных параметров можно объяснить, представив транзистор в виде активного четырехполюсника, имеющего два входных и два выходных вывода и усиливающего сигнал (рис. 1.35,6). Входные величины обозначают индексом Ь, а выходные - индексом 2 : /i и (У, - входные ток и напряжение, /2 и 6/2 - выходные. Все рассуждения справедливы при условии, что сигналы, т.е. приращения Д/i, М/\, Д/г и Д6/2, малы.

Эти четыре величины взаимно связаны и влияют друг на друга. Для расчетов выбирают две из них в качестве независимых переменных, а две другие величины будут зависимыми переменными. Для них составляется система из двух уравнений, связывающих их с независимыми величинами через коэффициенты, которыми могут быть либо только сопротивления, либо только проводимости, либо разные по размерности коэффициенты. Эти коэффициенты и являются вторичными параметрами. В выборе пары независимых переменных есть несколько вариантов. Соответственными будут и варианты выбора системы уравнений, а значит, и совокупности параметров для этой системы, называемой системой параметров. Существуют разные системы параметров: система Z-параметров (Z имеет размерность сопротивления), [/-параметров {у имеет размерность проводимости), Л-параметров и другие.

Наибольщее распространение при расчете транзисторных низкочастотных схем получили h-параметры. Их преимущество перед собственными параметрами состоит в том, что их удобно определять с помощью измерений в схеме включения транзистора, причем для этого легко создать требуемые режимы по переменному току: короткое замыкание на выходе, соответствующее условию Д6/2 = 0 (или 62= const), и холостой ход на входе, соответственно, Д/i = О (или 1\ = const).

Для определения Л-параметров составляется система уравнений, в которой независимыми переменными являются Д/i и Д6/2:

U, =hxxMx +/1,2Д/2;

Д/2 = h2\M\ + /122Д2-

В этой системе имеется четыре параметра с разной размерностью: h\\, Л22, Л21, h\2.

Индекс параметра представляет сочетание двух цифр, обозначающих соответствующую цепь: 11 (один-один) относится ко входной цепи; 22 (два-два) - к выходной, 21 (два-один) отражает зависимость выходной величины от входной, а 12 (один-два) - зависимость входной величины от выходной. Значение этих параметров следующее:

Ли - входное сопротивление транзистора при неизменном выходном напряжении

Ли =

при V2 = const;

Л22 - выходная проводимость транзистора при неизменном входном токе

Л22 = ТП- при 1 = const;

lSU-2

Л21 - коэффициент усиления тока при неизменном выходном напряжении:

/121 = при = const;

Л2 - коэффициент внутренней обратной связи по напряжению при неизменном входном токе

при /1 = const.

l(5=const

Рис. 1.36. Определение Л-параметров по статическим характеристикам транзистора в схеме ОЭ: а - Лщ;

б - h.224, в - /12э; г - /12э

Поскольку в систему Л-параметров входят сопротивление, проводимость и безразмерные величины, их иногда называют смешанными, или гибридными, параметрами. Эти параметры зависят от схемы включения транзистора и в разных схемах имеют разные значения. Поэтому к индексу добавляют букву, обозначающую схему включения: для схемы ОБ параметры Либ, Л226, Л216, Л126; для схемы ОЭ -Лиэ, Л22Э, 21 h\2\ для схемы ОК добавляется буква к .

Определение Л-параметров по статическим характеристикам транзистора для схемы ОЭ показано на рис. 1.36, где Ли определяется по одной входной характеристике, Л22 - по одной выходной, Л2 - по двум входным, Л21 - по двум выходным. Учитывая, что характеристики транзистора нелинейны и параметры зависят от режима работы, их определяют для рабочей точки по малым приращениям токов и напряжений:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.