Режимы работы транзистора

Рассмотрим каскад усиления на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (рис. 3.22). При изменении величины входного сигнала будет изменяться ток базы . Ток коллектора изменяется пропорционально току базы:

(3.40)

Изменение тока коллектора можно проследить по выходным характеристикам транзистора (рис. 3.23). На оси абсцисс отложим отрезок, равный – напряжению источника питания коллекторной цепи, а на оси ординат отложим отрезок, соответствующий максимально возможному току в цепи этого источника:

(3.41)

Между этими точками проведем прямую линию, которая называется линией нагрузки и описывается уравнением:

(3.42)

где – напряжение между коллектором и эмиттером транзистора; – сопротивление нагрузки в коллекторной цепи.

Из (3.42) следует, что

(3.43)

И, следовательно, наклон линии нагрузки определяется сопротивлением . Из рис. 3.23 следует, что в зависимости от тока базы , протекающего во входной цепи транзистора, рабочая точка транзистора, определяющая его коллекторный ток и напряжение , будет перемещаться вдоль линии нагрузки от самого нижнего положения (точки 1, определяемой пересечением линии нагрузки с выходной характеристикой при = 0, до точки 2, определяемой пересечением линии нагрузки с начальным крутовозрастающим участком выходных характеристик.

Зона, расположенная между осью абсцисс и начальной выходной характеристикой, соответствующей = 0, называется зоной отсечки. Она характеризуется тем, что оба перехода транзистора – эмиттерный и коллекторный смещены в обратном направлении. Коллекторный ток при этом представляет собой обратный ток коллекторного перехода – , который очень мал и поэтому почти все напряжение источника питания падает между эмиттером и коллектором закрытого транзистора:

.

А падение напряжения на нагрузке очень мало и равно:

(3.44)

Говорят, что в этом случае транзистор работает в режиме отсечки. Поскольку в этом режиме ток, протекающий по нагрузке исчезающе мал, а почти все напряжение источника питания приложено к закрытому транзистору, то в этом режиме транзистор можно представить в виде разомкнутого ключа.

Если теперь увеличивать базовый ток , то рабочая точка будет перемещаться вдоль линии нагрузки, пока не достигнет точки 2. Базовый ток, соответствующий характеристике, проходящей через точку 2, называется током базы насыщения . Здесь транзистор входит в режим насыщения и дальнейшее увеличение базового тока не приведет к увеличению коллекторного тока . Зона между осью ординат и круто изменяющимся участком выходных характеристик называется зоной насыщения.

В этом случае оба перехода транзистора смещены в прямом направлении; ток коллектора достигает максимального значения и почти равен максимальному току источника коллекторного питания:

(3.45)

а напряжение между коллектором и эмиттером открытого транзистора оказывается очень маленьким. Поэтому в режиме насыщения транзистор можно представить в виде замкнутого ключа.

Промежуточное положение рабочей точки между зоной отсечки и зоной насыщения определяет работу транзистора в режиме усиления, а область, где она находится, называется активной областью. При работе в этой области эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный – в обратном.

Дата добавления: 2015-06-04