Статистические характеристики биполярного транзистора

В рассмотренной схеме базовый электрод является для эмиттерной коллекторной цепей. Такая схема включения триода называется схемой с общей базой (ОБ). В этой схеме эмиттерная цепь является входной, а коллекторная – выходной. Зависимость между током и напряжением во входной и выходной цепях транзистора определяют его вольтамперные характеристики.

Кроме схемы включения с общей базой существуют схемы включения транзистора с общим эмиттером и общим коллектором (усилительные свойства всех схем рассмотрены ниже).

Статический коэффициент усиления (или коэффициент передачи тока) в схеме с ОЭ равен

,U_к=const.

Можно показать, что

.

Для выпускаемых: в настоящее время транзисторов коэффициент β колеблется в пределах 10200.

В

ходной характеристикой транзистора включенного по схеме о ОЭ, является зависимостьI_б(U_б) приU_кэ=const, а выходной характеристикой - зависимостьI_к(U_кэ) приU_б=const. Эти характеристики для транзистора типаp-n-pпоказаны на рисунке 3. Они снимаются экспериментально.

Рис.3. Входные и выходные характеристики

Статические характеристики передачи тока и обратной связи транзистора с ОЭ представляют зависимость I_к =f(I_б) приU_б.э=const;U_к.э=f(I_б) приI_б =const. Вид этих характеристик показан на рисунке 4.

Рис.4. Статические характеристики передачи тока (а) и обратной связи (б) транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером

Биполярный транзистор как усилительный элемент на переменном токе

В усилительном каскаде в цепь эмиттера, являющуюся вход­ной цепью, кроме источника постоянной ЭДС. Е_эвводится еще переменная ЭДС сигнала е_вх, подлежащая усилению, а в цепь коллектора, представляющую собой выходную цепь, включается источник Е_ки резисторR_к(рисунок 5).

При подаче на вход транзистора переменного напряжения u_вхэмиттерный ток становится пульсирующим, вызывая соответствующие изменения коллекторного тока. Последний, проходя по резисторуR_к, создаем на нем пульсирующее, повторяющее по форме входной сигнал. Переменная составляющая пульсирующего напряженияU_выхс помощью конденсатора С отделяется от постоянной состав­ляющей и подается на выходные зажимы усилителя к нагрузке. Коэффициент усиления напряжения К_Uравен:

К_U=,

гдеI_кмиI_эm - где амплитуды переменных составляющих коллекторного и эмиттерного токов;R_в- входное сопротивление, т.е. сопротивление между выводами эмиттера и базы для переменного тока.

Так как I_кI_э, то К_U,

Входное сопротивление в рассматриваемой схеме мало R_вх=10100 Ом, так как к эмиттерному переходу приложено прямое напряжение. К коллекторному переходу приложено обратное напряжение, и поэтому сопротивление это­го перехода очень велико порядкаI0⁵-10⁶ Ом. При та­ком большом сопротивлении коллекторного перехода сопротивление резистораR_кможно выбрать во много раз больше входного сопротивления без заметно­го уменьшения коллекторного тока и тем самым получить большой коэффициент усиления напряжения сигнала.

Одновременно с усилением напряжения происходит усиление мощности сигнала. Коэффициент усиления мощности

К_р=.

Из рассмотрения работы транзистора по данной схеме ясно, что усиление сигнала по току не происходит.

К₁< 1

Таким образом, в данной схеме происходит усиление сигна­ла по напряжению и мощности, которое оказывается возможным благодаря тому, что изменение тока эмиттера происходит в цепи с малым сопротивлением, а вызванные им изменения коллекторно­го тока - в цепи, имеющей во много раз большее сопротивление.