Полевые транзисторы. Эл. пар-ры, классификация и система обозначений VTов

Эл. пар-ры, классификация и система обозначений VTов.

.

При при Т.о.,VT,вкл. по схеме с ОЭ, усиливает приращение тока Б (амплитуду тока сигнала) в десятки раз. Усиление по напряжению в данной схеме остаётся примерно таким же, как и в схеме с ОБ, т.е. порядка десятков. Поэтому коэффициент усиления по мощности в схеме с ОЭ

Дифференциальное входное сопротивление VT в схеме с ОЭ:

при

значительно больше, чем в схеме с ОБ (сотни Ом.), т.к. при одном и том же приросте напряжения на Эом переходе прирост тока Б много меньше прироста тока Э.

Выходное сопротивление VT в схеме с ОЭ:

при

меньше, чем в схеме с ОБ (десятки кОм.), поскольку один и тот же прирост К-го напряжения в схеме с ОЭ вызывает больший прирост К-го тока, чем в схеме с ОБ. Объясняется это тем, что в схеме с ОЭ небольшая часть напряжения К-го источника (а также приростов К-го напряжения) прикладывается к Э-му переходу (“-” к Э непосредственно, а “+” через К и К-ый переход к Б) [для VT n-p-n]. При этом, например, повышение Uкэ на ΔUкэ вызывает дополнительное понижение φ-го барьера в Э-ом переходе, что приводит к повышению токов Э и К.Кроме того, повышение Uкэ приводит и к увеличению UкБ, а от этого расширяется К-ый переход, что, в свою очередь приводит к понижению тока базы, но Rвыхэ определяется при условии IБ=const.Поэтому для восстановления прежнего значения IБ приходится несколько повысить напряжение UБэ, а от этого возрастают токи Iэ и Iк.

Входная статическая характеристика для схемы с ОЭ представляет собой зависимость тока Б от напряжения на Б при неизменном напряжении на К:

IБ=f (UБэ) при Uкэ=const.

Рассматривая зависимость тока Б от напряжения на Б, следует иметь в виду, что последнее воздействует на ток Б не непосредственно, а, как и в схеме с ОБ, через ток Э.Так, например, повышение UБэ вызовет увеличение Iэ.При этом за счёт роста составляющих Iэn и Iэрек увеличется и ток Б.

Рис. 11 – Семейство выходных характеристик транзистора в схеме с ОЭ

Сравнивая входные статические характеристики VT в схеме с ОЭ с одноимёнными характеристиками для схем с ОБ, можно заметить некоторые различия между ними:

1.В схеме с ОЭ К-ое напряжение не увеличивает входной ток (Б),а уменьшает его, то есть смещает характеристику вправо.

2.Входные характеристики в схеме с ОЭ, снятые при наличии К-го напряжения, имеют отрицательный участок (IБ<0).При малых значениях напряжения на Б (на Э-ом переходе) суммарный ток, образованный составляющими тока Б Iэn и Iэрек, оказывается меньше встречной составляющей-тока IкБо. Поэтому результирующий ток Б совпадает с направлением тока IкБо. Поэтому результирующий ток Б совпадает с направлением тока IкБо, тоесть втекает в Б.Входная характеристика пересекает горизонтальную ось в точке, для которой выполняется равенство:

Iэn + Iэрек = -IкБо.

Выходная статическая характеристика VT, включённого по схеме с ОЭ (рис.11), представляет собой график зависимости тока К от напряжения на К при неизменном токе Б:

Iкэ=f(Uкэ) при IБ=const.

Поскольку при Uкэ=0 ток К представляет собой диффузионный ток, протекающий в обратном направлении, статические выходные характеристики начинаются не с нуля, а с некоторого отрицательного значения тока.

К-ые характеристики в схеме с ОЭ имеют заметно больший угол наклона к горизонтальной оси, чем в схеме с ОБ. Это говорит о меньшем сопротивлении VT по сравнению со схемой ОБ.

Выводы:

1.В отличие от схемы с ОБ схема с ОЭ наряду с усилением по напряжению даёт также усиление по току. Поэтому усиление по мощности в схеме с ОЭ значительно больше, чем в схеме с ОБ.

2.VT, включённый по схеме с ОЭ, имеет более приемлемые значения входного и выходного сопротивлений, чем в схеме с ОБ.

3.Благодаря указанным преимуществам схемы с ОЭ находит наибольшее применение на практике.

Схема включения с общим коллектрором (ОК)

Статические характеристики ОЭ и ОК примерно одинаковые.

В отличие от схемы с ОЭ в схеме с ОК нагрузочный резистор включают не в цепь К, а в цепь Э и выходное напряжение снимают не с К VT, а с указанного нагрузочного резистора в цепи Э (рис. 12). Особенность данной схемы состоит в том, что входные и выходные напряжения сигнала действуют в одной цепи Б-Э. Причём приросты напряжения, создаваемые источником с-ла, вызывают близкие по значению приросты падения напряжения на нагрузочном резисторе Rэ, но противоположной полярности. Поэтому непосредственно между Б и Э будет приложена разность указанных приростов напряжения, которая во много раз меньше прироста напряжения источника с-ла, поступающего на Б VT в отсутствие Rэ, то есть в схеме с ОЭ. Соответственно будут меньшими и приросты токов в VT, в частности тока Б. Последним объясняется то, что схема с ОК имеет наибольшее из всех схем включение VT дифференциальное входное сопротивление (Rвх.к. может

при Uкэ=const.

составлять десятки кОм.).Выходное сопротивление схемы с ОК наименьшее из всех схем включения VTа (десятки-сотни Ом.). Очевидно, что в данной схеме прирост падения напряжения на Rэ, то есть Uвых всегда меньше Uвх. Это означает, что схема с ОК не даёт усиления по напряжению. В то же время схема с ОК даёт усиление по току и мощности. Статические характеристики VT снимаются при отсутствии нагрузочного резистора (Rк=Rэ=0). Но в этом случае схема с ОК превращается в схему с ОЭ. Поэтому статические характеристики для схемы с ОК те же, что и для схемы с ОЭ.

Выводы:

1.Схема с ОК вносит усиление по I и P, но не даёт усиление по напряжению.

2.Схема с ОК имеет наибольшее из всех схем включения VT входное и наименьшее выходное сопротивление.

Для удобства сравнения основные свойства всех трёх схем включения транзисторов сведены в таблицу 1.

Таблица 1.

Важнейшие параметры основных схем включения транзисторов.

Параметр	Схема ОЭ	Схема ОБ	Схема ОК
Ki	Десятки-сотни	Немного меньше 1	Десятки-сотни
Ku	Десятки-сотни	Десятки-сотни	Немного меньше 1
Kp	Сотни-десятки тысяч	Десятки-сотни	Десятки-сотни
Rвх	Сотни Ом.- единицы кОм.	Единицы-десятки Ом.	Десятки-сотни кОм.
Rвых	Единицы-десятки кОм.	Сони кОм.- единицы МОм.	Сотни Ом.- единицы кОм.
Фазовый сдвиг между Uвых и Uвх.	180°

Основные Эл. пар-ры VTов, приводимые в справочниках:

- h_21э (β)-диф. коэф-т передачи тока базы;

- I_кбо -обратный ток К;

-f_гр- граничная частота(или f_h21б – предельная частота). Иногда в справочниках вместо f_гр или f_h21б приводится ч-та, при которой измерен диф. коэф-т передачи тока базы. В этом случае граничная частота может быть определена по ф-ле f_гр = h_21э f_изм..

Для многих VTов в справочниках приводятся так же значения постоянной времени цепи ОС r_бc_к и емкости к_го перехода с_к.

К основным параметрам VT относятся также важнейшие параметры предельных режимов, которые рекомендуется не превышать, но при которых еще обеспечивается заданная надежность. Это максимально допустимые:

-Uкбmax-постоянное обратное напряжение К-Б;

-Uкэmax- постоянное напряжение К-Э;

-Iкmax- постоянный ток К;

-Pкmax- мощность на К;

-t_пmax- температура к_го перехода

VTы принято классифицировать в основном по двум наиболее важным показателям: максимально допустимой мощности рассеяния на К и граничной частоте.

По мощности рассеяния VTы делятся на группы: малой мощности(Pкmax до 0,3 Вт), средней(0,3…1,5 Вт) и большой(>1,5 Вт). В свою очередь, VTы каждой из этих групп делятся на низкочастотные (с f_гр до 3МГц), среднечастотные (3…30 МГц) и высокочастотные (>30 МГц). VTы с граничной частотой более 300 МГц относятся к сверхвысокочастотным.

Обозначение VTов согласно ГОСТ 10862-72 состоит из пяти элементов; н-р

КТ312Б – Si VT малой мощности, высокой частоты, № разр. 12, группы Б.

К	Т			Б
Буква или цифра обозначает исходные материалы Г,1-Ge;К,2-Si; А,3- арсенид Ga	VT, бип.	Указывает на принадлежность к одной из приведенных выше групп по Рmax и fгр, н-р., 3-мал. Р, высокоч-тн.	Число, обозн. порядоковых номер разработки VT от 01 до 99	Буква, х-щая деление технологического типа VT на параметрические группы.

Дата добавления: 2015-06-04