Способы включения транзисторов

Схемы включения транзисторов определяют по источнику сигнала и нагрузке или по входу и выходу. Для схемы с ОБ (рисунок 1.27,а) база подключена к источнику сигнала и к нагрузке. Для схемы с ОЭ (рисунок 1.27,б) эмиттер подключен к источнику сигнала и к нагрузке. Для схемы с ОК (рисунок 1.27,в) коллектор подключен к источнику сигнала и к нагрузке.

а б в

Рисунок 1.27. Схемы включения БТ в динамическом режиме с общей базой (ОБ) (а), с общим эмиттером (ОЭ) (б) и с общим коллектором (ОК) (в)

Схема с общей базой

В этой схеме эмиттер является входным электродом, а коллектор выходным: I_вх = I_э; I_вых = I_к; U_вх = U_эб; U_вых = U_кб.

Учитывая, что I_э – прямой ток и I_к ≈ I_э, эмиттерный переход является прямовключенным, а коллекторный – обратновключенным, получаем:

Коэффициент передачи тока α = I_к /I_э ‹ 1 ≈ 0.95..0.99;

Коэффициент передачи по напряжению K = U_кб / U_эб ~ сотни раз;

Коэффициент передачи по мощности К_м ≈ К ~ сотни раз;

Входное сопротивление R_вх = U_эб / I_э ~ единицы…десятки Ом;

Выходное сопротивление R_вых = U_кб / I_к ~ десятки…сотни кОм.

Схема с ОБ не даёт усиления по току, имеет низкое входное и высокое выходное сопротивления, что является недостатком.

Схема с ОБ даёт усиление по напряжению и такое же по мощности, не меняет фазу входного напряжения.

Схема с общим эмиттером

В этой схеме база является входным электродом, коллектор – выходным, поэтому I_вх = I_б; I_вых = I_к; U_вх = U_бэ; U_вых = U_кэ.

Учитывая, что I_б в десятки…сотни раз меньше I_к, I_э – прямой ток и I_к ≈ I_э,, эмиттерный переход является прямосмещённым, а коллекторный – обратносмещённым, получаем:

Коэффициент передачи тока β = I_к / I_б ~ десятки…сотни раз;

Коэффициент передачи по напряжению K = U_кэ / U_бэ ~ десятки…сотни раз;

Коэффициент передачи по мощности K_м = β×K ~ тысячи…десятки тысяч раз;

Входное сопротивление R_вх = U_бэ / I_б ~ сотни Ом…единицы кОм;

Выходное сопротивление R_вых = U_кэ / I_к ~ единицы…десятки кОм

Схема с ОЭ даёт усиление по току, напряжению и наибóльшее по мощности – достоинство.

Входное сопротивление меньше выходного в десятки раз. Схема

с ОЭ меняет фазу входного напряжения на 180°. По сравнению со схемой

с ОБ: R_{вх э} › R_{вх б}; R_{вых э} ‹ R_{вых б}.

Схема с общим коллектором

В этой схеме входным электродом является база, выходным – эмиттер, поэтому: I_вх = I_б; I_вых = I_э; U_вх = U_бк; U_вых = U_эк.

Учитывая, что I_б в десятки…сотни раз меньше I_э, I_э – прямой

ток и I_к ≈ I_э, эмиттерный переход является прямовключенным, а коллекторный – обратновключенным, получаем:

Коэффициент передачи тока β = I_э / I_б ~ десятки…сотни раз;

Коэффициент передачи по напряжению K = U_эк / U_бк ‹ 1 ≈ 0.95..0.99;

Коэффициент передачи по мощности K_м = β ~ десятки…сотни раз;

Входное сопротивление R_вх = U_бк / I_б ~ десятки кОм;

Выходное сопротивление R_вых = U_эк / I_э ~ сотни Ом.

Схема с ОК имеет высокое входное сопротивление и низкое выходное, что является достоинством.

Схема с ОК не даёт усиления по напряжению, не меняет фазу входного сигнала, даёт усиление по току и такое же по мощности. Схему с ОК называют эмиттерным повторителем, так как напряжение на выходе повторяет напряжение не входе по амплитуде и по фазе.

Выводы. 1. Дифференциальное входное сопротивление транзистора в схеме с ОБ мало (единицы-десятки ом), так как малые изменения напряжения на эммитере вызывают значительные приросты тока эмиттера. 2. В схеме с ОБ коллекторное напряжение существенно влияет на ток эмиттера. 3. У транзистора с ОБ ток коллектора очень слабо зависит от коллекторного напряжения. Это означает, что выходное сопротивление транзистора с ОБ очень велико (может превышать 1 МОм) 4. Транзистор в схеме с ОБ не дает усиления по току. 5. Транзистор, включенный по схеме с ОБ, вносит усиление по напряжению и по мощности. 6. В отличие от схемы с ОБ схема с ОЭ на ряду с усилением по напряжению дает так же усилие по току. Поэтому усиление по мощности в схеме с ОЭ значительно больше, чем в схеме с ОБ. 7. Транзистор, включенный по схеме с ОЭ,имеют более приемлемые значения входного и выходного сопротивлений (входное больше, а выходное меньше),чем в схеме с ОБ. 8. Благодаря указанным преимуществам схема с ОЭ находит наибольшее применение на практике. 9. Схема с ОК вносит усиление по току и мощности,но не дает усиление по напряжению. 10. Схема с ОК имеет наибольшее из трёх схем включения транзистора входное и наименьшее выходное сопротивления.

Контрольные вопросы:

1.Обьясните сущность процессов инжекции и экстракции неосновных носителей заряда в транзисторе.

2.Как образуется обратный ток коллектора I_КБ0

3.Почему схема с ОЭ не имеет недостатков, присущих схеме с ОБ? 4.Что такое дифференциальный коэффициент передачи тока базы?

5.Изобразите схему с ОК. Как отличаются основные показатели схемы с ОК от показателей схем с ОБ и ОЭ? Чем объяняется это отличие?

Дата добавления: 2014-11-16