Режим работы транзистора по постоянному току

Режим работы транзистора

Для нормальной работы любого усилительного каскада необходимо установить необходимые токи и напряжения на электродах транзистора, говорят «установить рабочий режим».

Требуемый режим задается:
- заданием «сверху» - техническим заданием заказчика,
- условиями работы устройства в будущем,
- требованиями экономичности, надежности,
- прочими требованиями.

Различают:

- Режим работы транзистора по постоянному току называемый также начальный режим, статический режим, режим покоя.

Он характеризуется постоянными токами электродов транзистора и напряжениями между ними.

Различают:

- Режим работы по переменному току.

Рассматриваются изменения токов или напряжений, вызванные входным сигналом. Он характеризуется переменными токами электродов транзистора и переменными напряжениями между этими электродами.

Такой режим задается с помощью двух схем:

- фиксированный ток базы,

- фиксированное напряжение базы.

Рассмотрим схему фиксированный ток базы. Ток течет по элементам цепи от плюса к минусу источника!

Введем понятие «общая точка схемы» и обозначим ее символом
Условимся:

- потенциал общей точки схем равен нулю,
- все напряжения отсчитываем от нулевого потенциала,
- далее символ -Е_К не показываем,
- постоянные токи текут от положительного потенциала источника к отрицательному.

В данной схеме ток базы задается величинами

т.е. «зафиксирован» и не зависит от транзистора.

В усилительных каскадах чаще используется схема с ФИКСИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ БАЗЫ.

Включим дополнительное сопротивление .

По сопротивлениям течет ток I_Д - ток делителя. Выберем такие сопротивления,

чтобы ток I_д >> I_Б.

Напряжение на базе зафиксировано делителем напряжения.

Резисторы представляют собой делитель напряжения.По сопротивлениям течет ток I _Д.

Обозначение элементов схем (резисторы, конденсаторы, индуктивности, диоды, транзисторы и т.д.) нормировано.

Рассмотрим коллекторную цепь транзистора. На основании закона Кирхгофа для коллекторной цепи

Е_К = I_К·R_K + U_КЭ Это уравнение прямой (в отрезках) в координатах ток-напряжение.

Е_К = I _К·R_К + U_КЭ Прямая строится по двум точкам:

- при I _К = 0, U_КЭ = Е_K,

- при U_КЭ = 0, I _K = Е_К/R_К.

Е_К = I_К·R_К + U_КЭ

Построенную прямую называют:

- линия нагрузки по постоянному току,

- нагрузочная прямая,

- нагрузка транзистора по постоянному току.

Нагрузочную прямую можно построить под углом, который рассчитывается согласно соотношению

α = arc tg (- 1/R_К).

Выделим точку пересечения нагрузочной прямой с одной из ВАХ транзистора и назовем ее рабочая точка РТ.

Спроецируем РТ на оси тока и напряжения.

Получим ток коллектора и напряжение на нем.

Для обозначения начального режима введем символ ‘^о‘.

Начальный режим транзистора характеризуется токами и напряжениями I_К^о, U_КЭ^о, I_б^о, U_бэ^о.

Взаимодействие активного элемента – транзистора и нагрузочной прямой обеспечивает усиление сигнала.

Влияние элементов схемы и внешних факторов на положение нагрузочной прямой, рабочей точки и начальный режим.

1. Увеличение (уменьшение) Е_К приводит к смещению нагрузочной прямой параллельно самой себе.

Е_К = I_К·R_К + U_КЭ

_2. Изменение величины R_К приводит к изменению угла α.
Предельные значения:
R_К = 0, α = 90⁰, U_KЭ = Е_К , R_К →∞, U_КЭ →0.

_{3. Увеличение температуры приводит к смещению РТ по нагрузочной прямой.
При этом ток коллектора увеличивается, а напряжение на коллекторе уменьшается.}

_{4. Изменение тока базы приводит к перемещению РТ по нагрузочной прямой. Предельные значения тока базы
Iб = 0 транзистор закрыт.
Iб = Iб.нас транзистор переходит в режим насыщения и полностью открыт.}

Дата добавления: 2014-01-07