Аналитические выражения характеристик транзисторов

Активный переключатель

Использование транзистора в режиме переключения

Пассивный переключатель, то есть

цепь ЭК, используется как прерыватель тока (рис.18,а). Усилительные свойства транзистора не используются. Этот режим называется ключевым, применяется в ма­ломощных модуляторах и демодуляторах. Достоинство: малая мощность в режиме переключения, высокий КПД выходной цепи, линейность и стабильные характе­ристики. Ее - источник сигнала, Е_к - ком­мутирующее напряжение.

Транзистор используется одновременно как прерыватель тока и усилитель мощности (рис. 18,6).

Транзистор используется в силовых

переключательных устройствах, предназначенных для импульсного регу­лирования значительной мощности, в цепях управления электронных ма­шин и электромагнитных механизмов, а также для статического преобразо­вания электрической энергии. Энергетические достоинства импульсного метода регулирования мощности наиболее полно проявляются при наличии индуктивного накопителя энергии. При RL-нагрузке форма тока может совершенно не соответствовать форме напряжения. Применение транзи­стора в режим переключения для регулирования мощности в RL-нагрузке расширяет область рационального применения импульсного метода регу­лирования. Повышенная частота коммутации избавила импульсный метод регулирования от его основного недостатка - разницы между средним и действующим значением тока, обуславливающей нагревание сопротивле­ния. Транзисторные импульсные регуляторы мощности при соответствую­щей частоте/коммутации эквивалентны источникам регулируемого напря­жения с низким внутренним сопротивлением r_ВН.

Токи транзистора определяются выражениями (1), при условии, что внутри транзистора нет падений напряжения (кроме переходов).

(1)

, ,

где α - коэффициент усиления по току при нормальном включении;

α_и- коэффициент усиления по току при инверсном включении;

I_К0, I_Э0 - обратные токи переходов (коллектора и эмиттера);

U_ЭБ, U_КБ - напряжение на эмиттерном и коллекторном переходах;

φ_Т - температурный потенциал ;

к- постоянная Больцмана; Т- абсолютная температура перехода;

q —заряд электрона. При t =20°, φ_Т ≈ 25 мВ.

Связь коэффициента усиления и обратных токов. .

В современных транзисторах α ≈0,95 - 0,99, α_и ≈0,3 - 0,7.

Введем Практически β =0.5-2.

Введя обозначения (2)

и учитывая (1), получим:

(3)

Вывод: при различном напряжении на переходе и различной полярно­сти

- меняется:

1. U = 0, ;

2. При отрицательной полярности напряжение на переходе:

‌‌‌‌‌ ‌

3. При положительной полярности напряжение на переходе, если:

.

Как в прямом, так и в инверсном состоянии транзистор находится в трех состояниях - активном, насыщенном, отсечки.

Дата добавления: 2014-01-15