Основы радиоэлектроники: Лабораторный практикум. Часть 1, страница 14

          Ток эмиттера есть сумма базового и коллекторного токов:

Iэ= Iб+ Iк

          Отношение приращения коллекторного тока к приращению эмиттерного тока называется коэффициентом передачи тока эмиттера:

a= DIк ¤ DIэ

Обычно коэффициент a близок к единице (0,99).

          Отметим, что на ток в цепи коллектор - эмиттер накладывается обратный ток коллектора Iко, обусловленный тепловой генерацией электронно-дырочных пар вблизи коллекторного перехода, поэтому уравнение коллекторного тока имеет вид

Iк = aIэ + Iко,

однако Iко<Iэ и в большинстве случаев величиной Iко можно пренебречь.

           Изменение Uбэ приводит к изменению Iэ и, следовательно, к изменению Iк. Большое сопротивление смещенного в обратном направлении коллекторного перехо­да позволяет выбрать большую величину сопротивления нагрузки в коллекторной цепи, и в этой цепи мощность электрического сигнала может быть значительно больше мощности, затраченной в цепи эмиттерного перехода.

          Подобные процессы имеют место и в транзисторах типа р-n-р, только электроны и дырки в них меняются ролями, а полярность источников питания следует изменить на противоположную.       

          Зависимость тока эмиттера от напряжения на эмиттерном переходе при различных значениях коллекторного напряжения представляет входную характеристику транзистора: I_э=f(U_эб) при U_к в качестве параметра. На рисунке 4,а показаны входные характеристики для транзистора типа П16.

          Как и следовало ожидать, входные характеристики имеют тот же вид, что и вольт-амперная характеристика р-n перехода, включенного в прямом направлении; при изменении коллекторного напряжения входная характеристика несколько смещается, т. е.  в транзисторе существует внутренняя обратная связь.

                             а)                                                   б)

Рисунок 4

         На графике, изображающем коллекторные характеристики (рисунок 4, б), можно выделить три основные области, соответствующие трем различным режимам работы транзистора:

I область - активный режим, соответствующий значениям U_к-б<0, U_к-э >0. Этот режим является основным в усилительной технике. Для всей активной области характерно, что ток коллектора пропорционален току эмиттера.

II область - режим насыщения, соответствующий значениям U_к-б>0, U_к-э<0. Режим насыщения характерен для большинства ключевых импульсных схем.

III область - режим отсечки U_к-б<0, U_к-э <0. Транзистор находится в запертом состоянии.  

          Во многих случаях нет необходимости иметь семейства характеристик транзисторов: достаточно знать основные параметры, которые легко могут быть получены из этих характеристик. При этом, так же как и для характеристик, необходимо указывать схему включения транзистора. Основные параметры транзистора в схеме с общей базой - следующие:

дифференциальный коэффициент передачи эмиттерного тока

a = d I _k ¤d I_{э½Uк=соnst}

дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода

R _э = d U _Э ¤d I_{Э  ½Uк=соnst}

дифференциальное сопротивление коллекторного перехода      

R_к = d U к ¤d Iк  _{½Iэ=соnst}

коэффициент внутренней обратной связи по напряжению, характеризующий влияние коллекторного напряжения на эмиттерное:

m_эк = d U _Э ¤d U к  _{½Iэ=соnst}

          Помимо перечисленных параметров важную роль в работе транзистора играет обратный ток коллектора Iко (ток в цепи коллектора при рабочем напряжении на коллекторе и токе эмиттера, равном нулю).

          Рассмотренные транзисторы называют биполярными, так как в них действуют положительные и отрицательные носители электрического тока.

1.3 Схема включения транзистора с общей базой

            При рассмотрении принципа работы транзистора, постоянные напряжения на эмиттер и коллектор подавались относительно базы, выполняющей роль общей точки. Такая схема включения транзистора называется схемой с общей базой. Схему, приведенную на рисунке 3, можно преобразовать в усилитель напряжения. Для этого в цепь эмиттера включают источник переменного напряжения, которое нужно усилить, а в цепь коллектора включают сопротивление нагрузки и снимают с него усиленное переменное напряжение. Такой усилитель показан на рисунке 5, а.