Устройство и принцип действия биполярных транзисторов, страница 2

Входной характеристикой транзистора, включенного по схеме ОБ, является зависимость I_э = F(U_эб), снятая при фиксированных значениях напряжения U_кб:

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

1) U_кб = 0; 2) U_кб = – 5 В.

I_э1>I_э2. Увеличение I_э объясняется проникновением поля коллекторного перехода в зону ЭП и некоторым снижением потенциального барьера ЭП.

При напряжении U_кб = 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

r_э = (DU_эб / D I_э)│_{Uкб = const},

сопротивление которого составляет десятки Ом;

2. Дифференциального сопротивления закрытого коллекторного перехода

r_к = (DU_кб / D I_к)│_{Iэ = const},

с сопротивлением сотни кОм.

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

Выходной характеристикой транзистора, включенного по схеме ОБ, называют зависимость I_к = F(U_кб), которая снята для нескольких фиксированных значений тока эмиттера I_э.

При напряжении U_кб = 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 R_вх  примерно равно R_вых.

Рисунок 24. Схема включения транзистора по схеме ОЭ.

Источник ЭДС Е_эб и переход эмиттер-база транзистора следует рассматривать как входную цепь. В этой схеме входным током является ток базы I_б. Источник ЭДС Е_кэ и переход коллектор-эмиттер транзистора относятся к выходной цепи. Выходной ток – ток коллектора I_к.

Входными характеристиками транзистора, который включен по схеме ОЭ, является зависимость I_б = F(U_бэ), снятая при фиксированных значениях напряжения U_кэ.

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

1) U_кэ = 0; 2) U_кэ = – 5 В.

I_б2 < I_б1 за счет модуляции ширины базы и уменьшения вероятности рекомбинации дырок в базе.

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

Выходными характеристиками транзистора, включенного по схеме ОЭ, является зависимость I_к = F(U_кэ), которая снята для нескольких фиксированных значений тока базы I_б:

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

Выходной ток транзистора определяют по выражению:

I_к = h_21э I_э + I_б0.

Важным показателем является коэффициент передачи базового тока h_21э, который определяют по выражению:

Коэффициент h_21э 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, R_вх > R_вых.

Рисунок 27. Схема включения транзистора ОК.

Источник ЭДС Е_бк и переход кол-лектор-база следует рассматривать как входную цепь. В этой схеме входным током является ток базы I_б. Источник ЭДС Е_эк и переход эмиттер-коллектор транзистора составляют выходную цепь. Выходной ток – ток эмиттера I_э.

Входными характеристиками транзистора, включенного по схеме ОК является зависимость I_б = F(U_бк), снятая при фиксированных значениях напряжения U_эк. Чем выше напряжение U_эк, 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 I_э = F(U_эк), снятую для нескольких фиксированных значений тока базы I_б.

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

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