Электроника в вопросах и ответах

Хабловски И.

Нулевое значение коллекторного тока I_к достигается при небольшом напряжении U_кб противоположной полярности, т. е. при смещении коллекторного перехода в проводящем направлении.

Если при снятии характеристики I_к = ·(U_кб) в измерительной схеме поддерживается постоянным ток I_э, то ток I_э является в этом случае параметром. Для транзистора типа n-р-n напряжение U_кб и ток коллектора положительны, а для транзистора типа р-n-р — отрицательны [11] .

11

К

коллектору транзистора типа n-р-n прикладывается «+» от источника постоянного напряжения, а типа р-n-р «-» — Прим. ред.

По приведенной на рис. 4.11 характеристике можно простым способом определить коэффициент передачи тока h_21Б как отношение приращения тока коллектора I_к к приращению тока эмиттера I_э при постоянном напряжении коллектор-база (U_кб = const). Для U_кб = 0

Из этих характеристик можно также определить параметр h_22б или выходную проводимость схемы ОБ, а именно:

Рис. 4. 11. Статические выходные характеристики транзистора в схеме ОБ

Что такое схема с общим эмиттером и каковы ее свойства?

Схема ОЭ наиболее часто используется на практике, особенно при работе транзистора в качестве усилителя. В этой схеме входной сигнал подводится между базой и эмиттером, а нагрузка включается между коллектором и эмиттером (рис. 4.12, а). Наиболее часто используемой физической моделью или эквивалентной схемой для транзистора ОЭ является П-образная гибридная схема, представленная на рис. 4.12, б, которая отражает малосигнальные свойства транзистора в достаточно широком интервале изменений условий работы и частоты. Некоторые из элементов этой модели такие же как и для схемы ОБ. Проводимость g_б'к совместно с емкостью С_б'к определяет обратную связь с выхода на вход схемы. Проводимость g_кэ определяет выходное сопротивление схемы. Параметр S называется внутренней крутизной транзистора или взаимной проводимостью и выражается зависимостью

S = i_к/u_бэ

Внутренняя крутизна S обычно равна нескольким десяткам миллиампер на вольт.

Предельная частота f_гр схемы ОЭ определяет ту частоту, на которой коэффициент h_21э уменьшается на 3 дБ

f_гр = f_h11·(1 — h_21б) = f_h11/(1 + h_21э)

Схема ОЭ в виде четырехполюсника с h– параметрами представлена на рис. 4.12, в. Если известны h– параметры для схемы ОБ, то можно путем пересчета получить h– параметры для схемы ОЭ:

h_11э ~= h_21э·h_11б; h_21э = h_21б/(1 — h_21б); h_22э = h_21э·h_22б

Рис. 4.12.

Транзистор в усилительной схеме ОЭ (а), физическая модель транзистора, работающего в схеме ОЭ (б) и схема ОЭ в виде четырехполюсника с h-параметрами (в)

Для определения параметров схемы ОЭ, используемой в качестве усилителя, возбуждаемого от источника сопротивлением R_г и нагруженного сопротивлением R_к (рис. 4.12, а), воспользуемся следующими соотношениями:

u_бэ = h_11б·i_э = (1 + h_21э)·h_11б·i_б;

u_кэ = i_к·R_к

Тогда усиление по напряжению

К_UЭ = u_кэ/u_бэ = h_21э·R_к/h_11э ~= R_к/h_11б

а усиление по току, как уже было известно, равно К_IЭ = h_21э

Входное сопротивление

r_вх ~= (1 + h_21э)·h_11б ~= h_11э

включено параллельно R_б.

Основные свойства схемы ОЭ в сравнении со схемами ОБ и ОК можно свести к следующим: большое усиление по напряжению (возможно не менее 1000), большое усиление по току (возможно не менее 30), очень большое усиление по мощности (возможно не менее 30 000), среднее входное сопротивление (около 2 кОм), среднее или большое выходное сопротивление (примерно 100 кОм).

Какие статические характеристики транзистора в схеме ОЭ?

Типичными статическими характеристиками транзистора в схеме ОЭ являются: выходная характеристика рис. 4.13, а — зависимость тока коллектора I_к от напряжения при постоянном напряжении U_бэ или токе I_б [12] и входная характеристика (рис. 4.13, б) — зависимость тока базы I_б от напряжения U_бэ при постоянном напряжении U_кэ, выбранном в качестве параметра.

12

В отечественной литературе статические характеристики транзистора I_к = ·(U_кэ) приводятся чаще в зависимости от значения тока базы I_б — Прим. ред.

Рис. 4.13. Статические характеристики транзистора в схеме ОЭ:

_{а — выходные; б — входные}

Как видно из выходных характеристик, ток коллектора начинает появляться уже при очень небольших значениях напряжения U_кэ, смещающего коллекторный переход в запирающем направлении, и быстро достигает значения, выше которого возрастает уже незначительно. При токе базы, равном нулю, в цепи коллектора протекает обратный ток коллектора