Расчёт h-параметров для других схем включения транзистора проводится аналогично по статистическим характеристикам.
3 ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ РАБОЧЕГО РЕЖИМА БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА
Рабочий режим, т.е. режим усиления транзисторов - это режим, когда транзистор работает с нагрузкой в выходной цепи. На рисунке 3.1 изображена схема усилительного каскада с транзистором типа n-p-n. Данную схему принято называть схемой с общим эмиттером, так как эмиттер является общей точкой для входа и выхода схемы. В отличие от других схем включения транзистора (ОБ и ОК) схема ОЭ обладает усилительными свойствами и по току, и по напряжению, и, следовательно, дает наибольший коэффициент усиления по мощности. Именно поэтому мы будем рассматривать в данном случае расчет работы транзистора в схеме ОЭ.
Рисунок 3.1 – Принципиальная схема усилительного каскада
Входное переменное напряжение, которое необходимо усилить, подается от источника колебаний ИК на участок база-эмиттер. На базу подано также положительное (для n-p-n-транзистора) от источника E, являющееся прямым напряжением для эмиттерного перехода. Чтобы не происходила потеря входного переменного напряжения на внутреннем сопротивлении источника E, он зашунтирован конденсатором достаточно большой емкости. Таким образом, напряжение на участке база-эмиттер транзистора
Цепь коллектора (выходная цепь) питается от источника Е2.
Для получения усиленного входного напряжения в эту цепь включен резистор Rк источник Е2 зашунтирован конденсатором, чтобы не было потери части выходного усиленного напряжения на внутреннем сопротивлении источника Е2. Напряжение источникаЕ2 делится между сопротивлениемRк и участком коллектор-эмиттер транзистора.
E2 = UR + UКЭ = iК RК + UКЭ (3.2)
При отсутствии переменного сигнала во входной цепи в выходной цепи течет постоянный ток коллектора
iК = IК0 (3.3)
и напряжение коллектор-эмиттер остается постоянным
uКЭ = UКЭ0 = E2 – IК0RК = E2 – UR0 (3.4)
Если во входную цепь включается источник колебаний, то при изменении его напряжения изменяется ток коллектора.
iК = IК0 + ImК cos wt (3.5)
При этом переменное напряжение на резисторе Rк может быть в десятки раз больше, чем входное переменное
UR = UR0 + UmR cos w t (3.6)
Изменения тока коллектора во много раз больше изменений тока базы. Поэтому в рассматриваемой схеме получается значительное усиление тока и очень большое усиление мощности. Усиленная мощность является частью мощности, затрачиваемой источником E2.
Напряжение на выходе схемы
UВЫХ = UКЭ = UКЭ0 - UmКЭ cos w t (3.7)
Перейдем теперь к графоаналитическому расчету рабочего режима транзистора. Этот метод является наиболее точным, так как он проводится по вольтамперным характеристикам и учитывает нелинейные свойства транзистора. Кроме того, графоаналитический метод позволяет сделать наиболее полный расчет: в нем определяются величины, связанные не только с переменными, но и с постоянными составляющими токов и напряжений.
Исходными данными для расчета являются параметры схемы: Е2, RК и амплитуда входных колебаний Imб. Поскольку входным для транзистора является переход эмиттер-база, который в активном режиме смещен в прямом направлении, то входное сопротивление схемы мало, источник колебаний работает в режиме, близком к режиму генератора тока, поэтому в исходных данных указывается не входное напряжение, а входной ток. При необходимости их можно пересчитать по закону Ома, зная входное сопротивление транзистора. При этом необходимо учитывать, что входные сопротивления транзистора переменному и постоянному токам имеют различные значения. Их можно определить для заданной рабочей точки по входным вольт-амперным характеристикам подобно тому, как это указывалось для диода, смещенного в прямом направлении
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.