ПЭ(Прикладная электроника) / Работа транзистора в динамическом режиме (с нагрузкой)

Статические ВАХ сняты при отсутствии сопротивления нагрузки в выходной цепи. В практических случаях выходная цепь содержит сопротивление нагрузки. В этом случае говорят о динамическом режиме работы транзистора.

В динамическом режиме изменения коллекторного тока зависят не только от изменения базового тока, но и от изменения напряжения на коллекторе, которое, в свою очередь, определяется изменениями как базового, так и коллекторного токов. Такой режим работы называется динамическим, а характеристики, определяющие связь между токами и напряжениями транзистора при наличии сопротивления нагрузки - динамическими. Динамические характеристики строятся на семействе статических ВАХ при заданном значении R_к .

Схема каскада с ОЭ и коллекторной нагрузкой

Найдем напряжение питания каскада с ОЭ из выра­жения Е_к = U_Rк + U_кэ, в котором падение напряжения на сопротивлении коллекторного резистора

U_Rк = I_к R_к,

где I_к - ток коллектора транзистора; R_к - сопротивление коллекторного резистора.

Теперь можно записать формулу для вычисления на­пряжения источника питания следующим образом:

Е_к = U_кэ + I_кR_к.

Напряжение коллектор-эмиттер транзистора можно найти по формуле,

U_кэ = Е_к - I_кR_к.

Последняя формула называется уравнением динами­ческого режима работы транзистора.

Уравнение динамического режима является урав­нением выходной динамической характеристики. Так как это уравнение линейное, выходная динамическая характеристика представляет собой прямую линию и строится на выходных статических характеристиках.

Динамическая характеристика

Две точки для построения прямой находятся из на­чальных условий.

Ток коллектора транзистора I_к при напряжении кол­лектор-эмиттер транзистора U_кэ, равном 0, называется током коллектора насыщения. Выходная динамическая характеристика получила название нагрузочной прямой. Зная прохождение нагрузочной прямой, можно построить входную динамическую характеристику, но поскольку она очень близка к входной статической характеристике при напряжении коллектор-эмиттер транзистора больше 0, то на практике пользуются входной статической характе­ристикой. Точка пересечения нагрузочной прямой с одной из ветвей выходной статической характеристики для заданного тока базы называется рабочей точкой тран­зистора. Она позволяет определять токи и напряжения, реально существующие в схеме.