Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Краткие сведения из теории. Транзистор – полупроводниковый прибор с несколькими p-n-переходами




Транзистор – полупроводниковый прибор с несколькими p-n-переходами, пригодный для усиления мощности электрических сигналов и имеющий три и более вывода. На практике широкое распространение получили биполярные транзисторы (полупроводниковые триоды) с двумя p-n-переходами и чередованием полупроводниковых слоев p-n-p или n-p-n. Крайние слои называются соответственно эмиттером и коллектором, а средний – базой.

Различают три основные схемы включения транзистора в усилительных каскадах: с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК). Название схемы определяется тем, какой из выводов транзистора является общим для входной и выходной цепей. В усилительных и импульсных устройствах электроники наиболее широко используется схема с ОЭ, которая и исследуется в данной работе (рис 1).

Рисунок 1 – Схема включения транзистора с общим эмиттером

 

Для анализа процессов в схемах с полупроводниковыми триодами используются семейства входных и выходных характеристик транзистора. Для схемы с ОЭ входной характеристикой является зависимость Iб = f (Uбэ) при постоянном напряжении между коллектором и эмиттером (рис. 2,а), а выходной – Iк = f (Uкэ) при постоянном токе базы (рис. 2, б). зависимости между токами и напряжениями электродов транзистора могут быть выражены как аналитически, так и графически. В большинстве случаев при расчете и выборе режимов транзисторов, работающих в усилительных схемах, используют графоаналитический метод. По характеристикам, построенным в масштабе, можно определить следующие параметры транзистора, включенного по схеме с ОЭ:

входное сопротивление при

выходное сопротивление при

коэффициент усиления по току при

Для определения отмеченных сопротивлений на характеристиках


 

Рисунок 2 – Вольт-амперные характеристики транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. а) – входная характеристика Iб = f(Uбэ) при Uкэ= const; б) – выходная характеристика Iк = f(Uкэ) при Iб= const.

 

транзистора строят прямоугольные треугольники, совмещая их гипотенузы с необходимыми зависимостями (см. рис 2). Тогда катеты отображают в масштабе требуемые приращения токов и напряжений. следует отметить, что указанные сопротивления зависят от режима работы схемы, т. е. один и тот же параметр имеет различные значения для разных точек характеристик.

Графическое семейство входных и выходных характеристик ис-пользуется при расчете транзисторного усилителя низкой частоты с емкостной связью, выполненного по схеме с ОЭ (см. рис. 1).

Определение параметров элементов усилителя начинается с построения на семействе выходных характеристик (см. рис. 2, б) кривой допустимой мощности, рассеиваемой на транзисторе. Эта кривая строится с использованием выражения Pк = UкэIк = const, где Pк – максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором транзистора; Uкэ и Iк – напряжение и ток коллектора.

Определив из справочника величину Pк и задаваясь напряжением Uкэ в пределах от нуля до ЭДС источника питания, рассчитываем ток Iк. По полученным данным строим зависимость Iк = f(Uкэ).

Для определения режима работы транзистора на семействе выходных характеристик строится нагрузочная прямая. С этой целью на оси Uкэ отмечается точка 4, соответствующая напряжению источника питания Eп, а на изгибе выходной характеристики с максимальным током базы выбирается точка 1. Нагрузочная прямая проходит через две эти точки. Если построенная линия пересекает кривую допустимой мощности, то следует выбрать точку 1 на выходной характеристике с меньшим током базы. В месте пересечения нагрузочной прямой с выходной характеристикой снятой при минимальном токе базы ,ставим точку 2, а на середине отрезка между точками 1 и 2 отмечаем точку покоя 0.

Общее сопротивление эмиттерного и коллекторного резисторов

где Eп – напряжение источника питания, В;

I ‑ ток, определяемый точкой 3 на выходных характеристиках, А.

Сопротивление коллекторного резистора

Сопротивление эмиттерного резистора

Эквивалентное сопротивление входного делителя напряжения

Тогда

где Iко ‑ коллекторный ток покоя транзистора, А, определяется как ордината точки 0 на нагрузочной прямой.

Емкость разделительного конденсатора

где fн – минимальная частота входного сигнала, Гц. Можно принять fн = 50 ÷ 100 Гц.

Емкость конденсатора, шунтирующего эмиттерный резистор, Ф,

.

Если теперь на базу транзистора подать через разделительный конденсатор переменное напряжение с амплитудой Uвх.m, то базовый ток будет изменяться от Iб макс до Iб мин (см. рис 2). На выходных характеристиках рабочая точка при этом перемещается по нагрузочной линии от максимального тока коллектора Iк макс до минимального Iк мин, а выходное напряжение усилительного каскада изменяется в пределах от Uкэ мин до Uкэ макс. Отношение амплитуд Uвых m и Uвх.m определяет коэффициент усиления транзистора по напряжению, т. е.

.

 




Читайте также:
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою...
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (406)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.004 сек.)