Устройство и принцип действия биполярных транзисторов, страница 2

Входной характеристикой транзистора, включенного по схеме ОБ, является зависимость Iэ = F(Uэб), снятая при фиксированных значениях напряжения Uкб:

Рисунок 22. Входные характеристики транзистора, включенного по схеме ОБ:

1) Uкб = 0; 2) Uкб = – 5 В.

Iэ1>Iэ2. Увеличение Iэ объясняется проникновением поля коллекторного перехода в зону ЭП и некоторым снижением потенциального барьера ЭП.

При напряжении Uкб = 0 входная характеристика соответствует прямой ветви ВАХ эмиттерного p-n-перехода.

Оба электронно-дырочных перехода (эмиттер-база и коллектор-база) представляют собой нелинейные сопротивления, и для них вводят следующие понятия:

1. Дифференциального сопротивления открытого эмиттерного n-p-перехода

rэ = (DUэб / D Iэ)Uкб = const,

сопротивление которого составляет десятки Ом;

2. Дифференциального сопротивления закрытого коллекторного перехода

rк = (DUкб / D Iк)Iэ = const,

с сопротивлением сотни кОм.

Увеличение Iэ при Uкб = – 5 В объясняется проникновением поля КП в зону ЭП и некоторым снижением потенциального барьера ЭП.

Выходной характеристикой транзистора, включенного по схеме ОБ, называют зависимость Iк = F(Uкб), которая снята для нескольких фиксированных значений тока эмиттера Iэ.

При напряжении Uкб = 0 ток коллектора не равен 0.

Рисунок 23. Выходные характеристики транзистора, включенного по схеме ОБ.

Схема включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ)

В схеме включения транзистора ОЭ общим электродом для входной и выходной цепи является эмиттер транзистора. На входе – открытый ЭП, на выходе – промежуток эмиттер-коллектор, сопротивление которого ниже сопротивления КП, поэтому сопротивление Rвх  примерно равно Rвых.

Рисунок 24. Схема включения транзистора по схеме ОЭ.

Источник ЭДС Еэб и переход эмиттер-база транзистора следует рассматривать как входную цепь. В этой схеме входным током является ток базы Iб. Источник ЭДС Екэ и переход коллектор-эмиттер транзистора относятся к выходной цепи. Выходной ток – ток коллектора Iк.

Входными характеристиками транзистора, который включен по схеме ОЭ, является зависимость Iб = F(Uбэ), снятая при фиксированных значениях напряжения Uкэ.

Рисунок 25. Входные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ:

1) Uкэ = 0; 2) Uкэ = – 5 В.

Iб2 < Iб1 за счет модуляции ширины базы и уменьшения вероятности рекомбинации дырок в базе.

По абсолютной величине ток базы Iб всегда значительно меньше тока эмиттера, что является преимуществом схемы ОЭ, т.к. при этом происходит меньший отбор мощности от входной цепи. При напряжении Uкэ = 0 входная характеристика соответствует прямой ветви ВАХ эмиттерного p-n-перехода. При напряжении Uкэ < 0 эта ветвь смещается вправо и вниз.

Выходными характеристиками транзистора, включенного по схеме ОЭ, является зависимость Iк = F(Uкэ), которая снята для нескольких фиксированных значений тока базы Iб:

Рисунок 26. Выходные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ.

Выходной ток транзистора определяют по выражению:

Iк = h21э Iэ + Iб0.

Важным показателем является коэффициент передачи базового тока h21э, который определяют по выражению:

Коэффициент h21э является важным параметром, характеризующим усилительные свойства транзистора.

Схема включения транзисторов с общим коллектором (ОК)

В схеме включения транзистора ОК общим электродом для входной и выходной цепи является коллектор транзистора.

На входе – закрытый КП, на выходе – промежуток эмиттер-коллектор, в котором сопротивление закрытого КП частично компенсируется сопротивлением открытого ЭП, Rвх > Rвых.

Рисунок 27. Схема включения транзистора ОК.

Источник ЭДС Ебк и переход кол-лектор-база следует рассматривать как входную цепь. В этой схеме входным током является ток базы Iб. Источник ЭДС Еэк и переход эмиттер-коллектор транзистора составляют выходную цепь. Выходной ток – ток эмиттера Iэ.

Входными характеристиками транзистора, включенного по схеме ОК является зависимость Iб = F(Uбк), снятая при фиксированных значениях напряжения Uэк. Чем выше напряжение Uэк, тем правее сдвигаются входные характеристики, снятые для схемы включения транзистора ОК.

Рисунок 28. Входные характеристики транзистора, включенного по схеме ОК.

Выходными характеристиками транзистора, включенного по схеме ОК, называют зависимость Iэ = F(Uэк), снятую для нескольких фиксированных значений тока базы Iб.

Рисунок 29. Выходные характеристики транзистора, снятые для схемы включения ОК.

Из рисунка видно, что выходные характеристики транзистора сдвигаются при увеличении входного тока Iб. Схему включения транзистора ОК применяют в основном для согласования высокоомного выхода усилителя с низкоомной нагрузкой и называют эмиттерным повторителем.