Предельные режимы работы транзистора

В паспортных данных каждого транзистора указывается его предельно допустимая мощность рассеивания, превышение которой недопустимо, так как ведет к тепловому разрушению полупроводниковой структуры. Возьмем это значение мощности , и учитывая, что оно равно:

(3.46)

Будем задавать дискретные значения напряжения : , , и т.д., и для каждого этого значения напряжения вычислим предельно допустимое значение коллекторного тока :

, и т.д.

Отложим эти значения напряжений и токов в осях координат (рис. 3.24) и построим по полученным точкам кривую, называемую гиперболой допустимых мощностей.

Эта кривая делит всю площадь первого квадранта семейства выходных характеристик на рабочую и нерабочую области. Если теперь совместить эту кривую с выходными характеристиками транзистора, то очевидно, что линия нагрузки не должна выходить за пределы рабочей области, чтобы не вывести транзистор из строя.

На рис. 3.24 заштрихована рабочая область семейства выходных характеристик транзистора для схемы с общим эмиттером.

3.9. Расчёт рабочего режима транзистора

Как уже было отмечено выше, в подавляющем большинстве случаев транзистор усиливает сигналы переменного тока, т. е. на вход транзистора подается чаще всего знакопеременный сигнал. Но поскольку эмиттерный р–n -переход обладает вентильными свойствами, то через него пройдет только положительная полуволна входного сигнала, а отрицательная полуволна будет им срезана и, следовательно, усиливаться не будет. Для того чтобы этого не было, чтобы усилить весь сигнал, во входную цепь транзистора вводят так называемое смещение.

Смысл смещения ясен из рис. 3.25. Знакопеременный входной сигнал накладывается на постоянное напряжение смещения таким образом, что результирующее напряжение остается однополярным, и следовательно может быть усилено транзистором. Поэтому принципиальная

схема усилительного каскада в этом случае выглядит так, как представлено на рис. 3.26, а.

Источник напряжения смещения создает во входной цепи транзистора постоянный по величине ток смещения . Для того чтобы исключить

влияние источника на источник входного сигнала в цепь вводится разделительный конденсатор , который пропускает переменный входной сигнал, но создает развязку по постоянной составляющей. Для такой же цели служит выходной разделительный конденсатор , который пропускает переменную составляющую выходного напряжения и не пропускает его постоянную составляющую. Смещение может вводиться как при помощи отдельного источника (рис.3.26, а), так и с использованием для этой цели источника коллекторного питания . Это можно сделать при помощи делителя напряжения и (рис. 3.26, б). Ток , протекающий по делителю напряжения - под действием источника питания , создает на резисторе падение напряжения

(3.47)

которое должно быть равно требуемой величине напряжения смещения .

При расчете делителя ток выбирают в несколько раз больше тока смещения:

(3.48)

Избыточное напряжение источника питания падает на резисторе :

(3.49)

Такой способ введения смещения называется смещение фиксированным напряжением.

Другой способ введения смещения заключается в использовании балластного резистора в базовой цепи транзистора (рис. 3.26, в). В этом случае ток, протекающий по цепи , эмиттер – база транзистора, , должен быть равен току смещения:

(3.50)

Отсюда величина должна быть равна:

(3.51)

Такой способ называется смещение фиксированным током.

Дата добавления: 2015-06-04