1.4.2. Обеспечение режима работы транзистора при включении по схеме с об

Схема простейшего каскада усиления на транзисторе с фиксированным током эмиттера, включённом по схеме с ОЭ, представлена на рис. 1.15.

Режим работы транзистора по выходной цепи (ток «покоя» коллектора I_Кр и напряжениеU_{КБ р}) задаётся с помощью резистораR_К, включённого в цепь коллектора. Ток эмиттераI_Эри потенциал эмиттераU_{ЭБ р} задаётся с помощью резистораR_Э , включённого в цепь эмиттера.

Расчёт режима работы выполняется в следующей последовательности.

1. Из справочников находятся графики выходных статических характеристик I_К=f(U_ЭБ). Графики представлены на рис. 1.16.

2. Определение рабочей области режима транзистора. Она ограничивается предельными значениями напряжения U_{К max}и тока коллектораI_{К max}, которые связаны следующей зависимостью

, (1.40)

где Р_{К max}– максимально допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора, является справочной величиной.

График функции I_{К max}=f(U_КБ) является гиперболой и строится на графике выходной характеристики, как показано на рис.1.16. Область ниже этой кривой является рабочей областью.

3. На графике статической характеристики (рис. 1.16) выбирается рабочая точка А, соответствующая активному режиму работы транзистора. Этой точке соответствуют:

U_{КБ р}– рабочее напряжение на кол­лекторном переходе;

I_{К р}– рабочий ток коллектора.

4. Записывается уравнение нагрузочной прямой

, (1.41)

где U_п– напряжение питания, В;U_КБ– текущее напряжение между коллектором и базой транзистора;I_К– ток коллектора;R_К- сопротивление нагрузки в цепи коллектора.

Подставляя в эту формулу значения U_{КБ р}иI_{К р}получим:

. (1.42)

Из этого выражения можно рассчитать величину сопротивления нагрузки R_Кв цепи коллектора по формуле:

. (1.43)

Аналогично выбирается режим работы входной цепи. Для этого используется уравнение входной характеристики I_Э=f(U_ЭБ), показанный на рис.1.17.

1. В соответствии с рис. 1.17 на этом графике выбирается рабочая точкаB, соответствующая рабочему току эмиттераI_{Э р}и рабочему напряжениюU_Эр.

2. Через эту точку проводится график нагрузочной прямой для входной цепи. Записывается уравнение нагрузочной прямой

, (1.44)

где U_Э– напряжение питания, В;U_ЭБ– текущее напряжение между базой и эмиттером транзистора;I_Э– ток базы;R_Э- сопротивление нагрузки в цепи базы.

Подставляя в эту формулу значения U_{ЭБ р}иI_{Э р}получим:

. (1.45)

Из этого выражения можно рассчитать величину сопротивления нагрузки R_Эв цепи коллектора по формуле:

. (1.46)

Рассмотрим методы расчёта обеспечения режимов работы биполярного транзистора, включённого по схеме с ОБ.

Метод с фиксированным током эмиттера.Используется схема включения согласно рис. 1.15. Расчёт схемных элементов производится по соответствующим формулам.

Метод с фиксированным потенциалом эмиттера.Схема включения представлена на рис. 1.18. В данной схеме потенциал эмиттера регулируется методом фиксации потенциала базы с помощью делителя на резисторахR₁иR₂. Значение потенциала базы рассчитывается из соотношения

. (1.47)

Величину сопротивления резистора R₁рассчитываем по формуле

.

(1.48)