Схемы включения и режимы работы транзистора

Биполярный транзистор является активным прибором, позволяющим осуществлять усиление электрических сигналов. В конкретных электронных схемах он включается как четырехполюсник, у которого имеются входная и выходная цепи. Один из электродов транзистора является общим. В зависимости от того, какой из электродов транзистора является общим, возможны три схемы его включения: схема с общей базой (ОБ), схема с общим эмиттером (ОЭ) и схема с общим коллектором (ОК). Эти схемы включения приведены, соответственно, на рис. 3.2, а, б и в.

Рис.3.2 Схемы включения биполярного транзистора п-р-п -типа

Для обозначения напряжений, подаваемых на электроды транзистора, используют двойные индексы. Первый индекс идентифицирует электрод, на который подается напряжение, измеряемое относительно общего электрода, обозначаемого вторым индексом. Например, - напряжение между коллектором и эмиттером, - напряжение между коллектором и базой и т. д.

Каждый из р-n переходов транзистора может находиться либо в открытом, либо в закрытом состоянии. Поэтому возможны четыре режима работы биполярного транзистора:

1. Активный режим (АР) работы, когда эмиттерный переход включен в прямом, а коллекторный – в обратном направлении. В таком режиме работы транзистор обладает усилительными свойствами и, поэтому, этот режим часто называют усилительным. Полярности напряжений и направления токов электродов, показанные на рисунке 3.2, соответствует активному режиму работы транзистора (для транзистора р-п-р -типа полярности напряжений и направления токов противоположны). Подробно активный режим работы транзистора будет рассмотрен в следующем разделе;

2. Режим отсечки (РО), когда оба перехода включены в обратном направлении, что соответствует высокоомному состоянию транзистора. В электродах транзистора протекают обратные тепловые токи переходов. Эти токи определяются в режиме холостого хода или короткого замыкания и обозначаются, например, в виде I_ЭБ0, I_КЭК и т.д., где первый индекс указывает электрод, в котором протекает ток, второй индекс схему включения, третий индекс – условия измерения (0 – режим холостого хода, К – короткого замыкания);

3. Режим насыщения (РН), в котором оба перехода смещены в прямом направлении. В этом случае из обоих переходов осуществляется инжекция неосновных носителей заряда в область базы, т.е. имеет место двухсторонняя инжекция. Переходы насыщены подвижными носителями заряда, их сопротивления малы и в транзисторе протекают максимальные токи насыщения I_Энас, I_Кнас и I_{Бнас .}.

Отметим, что в электрических схемах обычно имеет место совместная работа транзистора в РО и РН, называемой ключевым: транзистор последовательно переходит из РО в РН и наоборот. Ключевой режим работы является основным в импульсных схемах, в цифровых интегральных схемах и т.д.

4. Инверсный активный режим (ИАР), когда эмиттерный переход включен в обратном, а коллекторный - в прямом направлении. В этом режиме коллектор и эмиттер как бы поменялись местами. В реальных транзисторах площадь эмиттерного перехода значительно меньше коллекторного (см. рис.3.1,а). Эффективность работы транзистора в ИАР низка и, поэтому, этот режим на практике не находит применение.

Дата добавления: 2015-05-06