1. Принцип действия транзистора. Основные схемы включения и их параметры (Коэффициент усиления, входное и выходное сопротивление.)

Транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя электронно-дырочными переходами, предназначенный для усиления и генерирования электрических сигналов. В транзисторе используются оба типа носителей – основные и неосновные, поэтому его называют биполярным.

Биполярный транзистор состоит из монокристаллического полупроводника с разным типом проводимости: эмиттера, базы и коллектора. РИСУНОК (Диаграммы, поясняющие работу биполярных транзисторов: (а) смещение на переходах отсутствует; (б) эмиттерный переход смещен в прямом направлении, коллекторный в обратном. Т.е и из эмиттера в базу инжектируются дырки (в pnp транзисторе) или электроны (в npn транзисторе), )

Э - эмиттер, Б - база, К - коллектор, ЭП - эмиттерный переход, КП - коллекторный переход, W - толщина базы. Каждый из переходов транзистора можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимости от этого различают три режима работы транзистора:

1. Режим отсечки – оба p-n перехода закрыты, при этом через транзистор обычно идет сравнительно небольшой ток

2. Режим насыщения – оба p-n перехода открыты

3. Активный режим – один из p-n переходов открыт, а другой закрыт

Различают схему включения с общей базой, общим эмиттером, общим коллектором. Схемы для p-n-p транзистора показаны на рисунках а, б, в: об оэ ок

В схеме с общей базой (рис. а) электрод база является общим для входной и выходной цепи, в схеме с общим эмиттером (рис. б) общим является эмиттер, в схеме с общим коллектором (рис. в) общим является коллектор.

На рисунке показаны: Е₁ – питание входной цепи, Е₂ – питание выходной цепи, U_вх – источник усиливаемого сигнала.

Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями: коэффициент усиления по току Iвых/Iвх, входное сопротивление Rвхб=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.

2.Дифференциальная транзисторная схема усиления – основа оу. Расчетные параметры.

Дифференциальный усилительный каскад имеет два входа и усиливает разность напряжений, приложен­ных к ним. Если на оба входа подать одинаковое (син­фазное) напряжение, то усиление будет чрезвычайно мало. Дифференциальный усилительный каскад не усиливает синфаз­ный сигнал.

Дифференциальный каскад состоит из двух транзисторов эмиттеры которых соединены и подключены к общему резистор R_Э. Для сигнала U_{вх 1} транзистор VT1 включен по схеме с ОЭ а транзистор VT2— по схеме с ОБ. Для сигнала U_{вх 2} транзистор VT1 включен по схеме с ОБ, а транзистор VT2—по схеме с ОЭ.

Базовая схема 1 схема включения

Коэффициент усиления по напряжению дифференциального каскада при холостом ходе определяется как отношение разности выходных напряжений к разности входных:

Выходное сопротивление каскада, если пренебречь сопротивлением коллекторного перехода, в два раза выше, чем у каскада с ОЭ (при R_к<<r_{к диф}): R_вых≈2R_к.

Входное сопротивление для разностного сигнала (дифференциального входное сопротивление каскада) также в 2 раза больше, чем у каскада с ОЭ: