4.6 Схемы включения транзисторов.
Транзистор имеет три электрода (вывода), к которым подключаются четыре полюса двух внешних источников. Следовательно, один электрод должен быть общим. В зависимости от того, какой из электродов является общим для входной и выходной цепей, различают три схемы включения транзисторов: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Обычно общий электрод заземляется, потенциал его принимается равным нулю, а напряжение на двух других электродах отсчитываются относительно общего электрода.
а) Схема с общей базой ( ОБ)
Схема с общей базой приведена на рис 4.8
Рис 4.8
В этой схеме
входным напряжением является напряжение
между эмиттером и базой, т.е.
.
Входным током – ток эмиттера
.
Выходным напряжением –напряжение между
коллектором и базой, т.е.
,
а выходным током- ток коллектора
.
Эта схема аналогична ламповой схеме с
общей сеткой. Ток коллектора содержит
управляемую
и неуправляемую составляющую
.
Для оценки усилительных свойств транзистора по току вводят понятие коэффициента передачи тока эмиттера (коэффициент усиления).
(4.4)
Так как
,
то
.
Практически для современных транзисторов
лежит в пределах 0,95….0,99. Таким образом,
схема с ОБ не обеспечивает усиления по
току.
б) Схема включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ)
Схема включения транзистора с общим эмиттером приведена на Рис 4.9
Рис 4.9
Эта схема аналогична
ламповой схеме с общим катодом. В этой
схеме входным напряжением является
напряжение
,
т.е.
,
входным током - ток базы
.
Выходным напряжением
,
т.е.
,
а выходным током – ток коллектора
.
Коэффициент передачи тока базы
(коэффициент усиления ) для этой схемы
.
(4.5)
Если, например,
,
то
.
Выражение для тока коллектора может быть получено из уравнения
, учитывая, что
,
получим
,
откуда
,
(4.6)
где
-
управляемая, а
-
неуправляемая составляющая тока
коллектора.
Таким образом из (4.6) следует, что схема с ОЭ усиливает по току в десятки раз.
в) Схема включения транзистора с общим коллектором (ОК)
С
хема
с общим коллектором приведена на Рис
4.10
Рис 4.10
Она аналогична
ламповой схеме с общим анодом. В этой
схеме входным напряжением является
напряжение
,
т.е.
;
входным током – ток базы
.
Выходным напряжением – напряжение
,
а выходным током – ток эмиттера
.
Коэффициент передачи тока базы в этой схеме
,
(4.7)
т.е.
.
Таким образом, схема с общим коллектором имеет наибольший коэффициент передачи тока.
4.7 Статические характеристики транзисторов.
Статическими характеристиками транзисторов называют графические зависимости токов, протекающих в цепях транзисторов от напряжений на его электродах.
В качестве статических характеристик транзистора используются:
семейство входных статических характеристик
при
;
семейство выходных статистических характеристик
при
;
семейство характеристик прямой передачи
при
;
семейство характеристик обратной связи
при
;
Основными являются семейства входных и выходных характеристик. Они приводятся в справочниках. Характеристики прямой передачи и обратной связи являются второстепенными и легко получаются путем перестроения из входных и выходных характеристик соответственно, поэтому последние два семейства рассматриваться не будут.
В зависимости от схемы включения транзистора, в качестве входных и выходных токов и напряжений используются токи и напряжения того или иного электрода, т.е. вид характеристик зависит от схемы включения транзистора.
Характеристики используются при расчетах и анализе работы транзисторных схем (усилителей, генераторов и т.д.).