Схемы включения биполярных транзисторов, сравнительный анализ их усилительных свойств

Алгебра логики, ее принципы, основные функции, область использования.

Алгебра логики — это математический аппарат, с помощью которого записывают, вычисляют, упрощают и преобразовывают логические высказывания.

Создателем алгебры логики является живший в ХIХ веке английский математик Джордж Буль, в честь которого эта алгебра названа булевой алгеброй высказываний.

Современная алгебра логики рассматривает операции над высказываниями, как булеву функцию и изучает их отношении такие вопросы, как:

• таблицы истинности;
• функциональная полнота;
• замкнутые классы;

Основные операции Алгебры логики

Базовыми элементами алгебры логики является высказывание. Высказывания строятся над множеством {B,,,, 0, 1}, где B - булева множество, над элементами которой определены три математические операции:

- отрицание (унарная операция),

- конъюнкция (бинарная),

- дизъюнкция (логическая) (бинарная),

Константы - логический ноль 0 и логическая единица 1.

Алгебра логики (АЛ) является основным инструментом синтеза и анализа дискретных автоматов всех уровней. Алгебра логики называют также Булевой алгеброй. АЛ базируется на трёх функциях, определяющих три основные логические операции.

Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают n-p-n и p-n-p транзисторы (n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный). В биполярном транзисторе, в отличие от полевого транзистора, используются заряды одновременно двух типов, носителями которых являются электроны и дырки (от слова «би» — «два»).

Транзисторы различаются по типу чередования слоев:

- pnp-транзистор (прямая проводимость);

- npn-транзистор (обратная проводимость).

База (Б) – это электрод, который подключен к центральному слою биполярного транзистора. Электроды от внешних слоев именуются эмиттер (Э) и коллектор (К).

Рисунок 1 – Устройство биполярного транзистора

На схемах обозначаются «VT», в старой русскоязычной документации можно встретить обозначения «Т», «ПП» и «ПТ». Изображаются биполярные транзисторы на электрических схемах, в зависимости от чередования проводимости полупроводников, следующим образом:

Рисунок 2 – Обозначение биполярных транзисторов

Схемы включения биполярных транзисторов

Для подключения транзистора нам доступны только его три вывода (электрода). По этому для его нормальной работы требуются два источника питания. Один электрод транзистора будет подключаться к двум источникам одновременно. Следовательно, существуют 3 схемы подключения биполярного транзистора: ОЭ – с общим эмиттером, ОБ – общей базой, ОК – общим коллектором. Каждая обладает как преимуществами, так и недостатками, в зависимости от области применения и требуемых характеристик делают выбор подключения.

Схема включения с общим эмиттером (ОЭ) характеризуется наибольшим усилением тока и напряжения, соответственно и мощности. При данном подключении происходит смещение выходного переменного напряжения на 180 электрических градусов относительно входного. Основной недостаток – это низкая частотная характеристика, то есть малое значение граничной частоты, что не дает возможность использовать при высокочастотном входном сигнале.

Схема включения с общей базой (ОБ) обеспечивает отличную частотную характеристику. Но не дает такого большого усиления сигнала по напряжению как с ОЭ. А усиление по току не происходит совсем, поэтому данную схему часто называют токовый повторитель, потому что она имеет свойство стабилизации тока.

Схема с общим коллектором (ОК) имеет практически такое же усиление по току как и с ОЭ, а вот усиление по напряжению почти равно 1 (чуть меньше). Смещение напряжения не характерно для данной схемы подключения. Ее еще называю эмиттерный повторитель, так как напряжение на выходе (U_ЭБ) соответствуют входному напряжению.

Применение транзисторов:

- усилительные схемы;

- генераторы сигналов;

- электронные ключи.

Параметр	СХЕМА
	ОЭ	ОБ	ОК
Изменение фазы сигнала	на 180^о	на 0^о	на 0^о
Коэффициент усиления по напряжению	>1	>1	<1
Коэффициент усиления по току	>1	<1	>1
Коэффициент усиления по мощности	>>1	>1	>1
Входное сопротивление	Rвх» h11	< Rвх оэ	> Rвх оэ
Выходное сопротивление	Rвых»1/ h22	> Rвых оэ	< Rвых оэ
Проходная емкость	Cкб	Cкэ (мала)	Cэб

Дата добавления: 2015-05-06