17-11. Схемы включения и характеристики транзисторов

Возможны три основные схемы включения транзистора: с общей базой (рис. 17-26, а), с общий эмиттером (рис. 17-26, б) и с общим коллектором (рис. 17-26, в). Схемы включения транзисторов отличаются своими свойствами, но принцип усиления. электрических колебаний, рассмотренный выше, остается v; неизменным.

Схема транзистора с общей базой по существу рассмотрена выше (§ 17-10). В этой схеме через источник сигнала проходит весь ток эмиттера и поэтому усиления по току не происходит. Коэффициент усиления по току, как мы видели, в лучшем случае имеет значения а - 0,9 - 0,995.

Включая триод по схеме с общим эмиттером, получим усиление не только по напряжению, но и по току, вследствие того что через источник сигнала проходит ток базы, который значительно меньше тока коллектора.

Рис. 17-26. Схемы включения транзисторов: а — с общей базой; б — с общим эмиттером; в — с общим коллектором.

Коэффициент усиления по току Р в этой схеме определяется как отношение приращения тока коллектора к приращению тока базы при постоянном напряжении на коллекторе:

(17-7)

Учитывая равенство найден

Для триодов коэффициент усиления имеет значение 10—200.

Зависимости между током и напряжением во входной и выходной цепях триода определяются его вольт-амперными характеристиками.

На рис. 17-27, а показаны входные характеристики триода типа , включенного по схеме с общей базой:

При малых значениях напряжения между эмиттером и базой эмиттерный ток растет медленно (сопротивление p-n-перехода велико), а затем крутизна характеристики увеличивается.

Одна характеристика (рис. 17-27, а) снята при напряжении между коллектором и базой, равном нулю а другая — при напряжении .

При увеличении отрицательного напряжения входная характеристика смещается влево, так как происходит незначительное увеличение эмиттерного тока вследствие влияния поля, созданного напряжением на эмиттерный переход.

На рис. 17-27 показаны выходные характеристики

Выходные характеристики показывают, что напряжение весьма слабо влияет на коллекторный ток так как в основном он зависит от количества дырок, инжектируемых (впрыскиваемых) эмиттером в базу, т. е. от эмиттерного тока

Рис. 17-27. Вольт-амперные характеристики триода , включенного по схеме с общей базой: а — входные характеристики при ; б — выходные характеристики при

Выходные характеристики дают возможность определить коэффициент передачи тока где — разность ординат, принадлежащих двум характеристикам (например 2 и 3 мА рис. 17-27, б), соответствующим одной и той же оси абсцисс (например, —7,5 В); а — разность эмиттерных. токов, при которых снимались характеристики (например, .

На рис. 17-28 показаны, входные и выходные характеристики триода типа , включенного по схеме с общим эмиттером;

Входные характеристики (рис. 17-28, а) представляют собой зависимость тока базы от напряжения между базой и эмиттером при напряжении , т. е.

При малых значениях напряжения ток базы растет медленно, по мере увеличения напряжения крутизна характеристики увеличивается и становится постоянной. Наклон линейных частей характеристик несколько различен при различных выходных напряжениях

Выходные характеристики (рис. 17-28, б)

Выходные характеристики транзистора типа включенного по схеме с общим эмиттером, в рабочей части имеют наклон больший, чем у одноименных характеристик для схемы с общей базой.

Рис. 17-28. Статические характеристики триода р-n-р, включенного до схеме с общим эмиттером: а — входные характеристики; б — выходные характеристики.

Это результат влияния коллекторного напряжения на процесс инжекции дырок в базу.

При рассмотрении работы триода типа , включенного по схеме с общим коллектором, обычно пользуются теми же характеристиками, что и для схемы с общим эмиттером.

Параметры транзисторов, Применяемые для оценки их свойств, делятся на первичные и вторичные.

К первичным параметрам относятся:

1. Сопротивление эмиттерного перехода имеющее значение десятков ом.

2. Сопротивление базы имеющее значение сотен ом.

3. Сопротивление коллекторного перехода исчисляемое сотнями или тысячами ом.

4. Коэффициент усиления по току, обозначаемый или в зависимости от схемы соединения транзистора.

Вторичные параметры устанавливают связь между малыми приращениями токов и напряжений в транзисторе. Они определяются схемой включения транзистора. Наибольшим применением пользуется система -параметров.

Параметры можно определить по статическим характеристика.

Для схемы с общим эмиттером (рис. 17-26, б) h-пapaметры определим по характеристикам (рис. 17-28):

1. Входное сопротивление транзистора

2. Величина, обратная коэффициенту усиления по напряжению,

(17-10)

3. Коэффициент усиления по току

(17-11)

4. Выходная проводимость

(17-12)

Для усиления напряжения часто применяют схему с общим эмиттером (рис. 17-29, а).

Рассмотрим процесс усиления напряжения, воспользовавшись входными (17-29, б) и выходными (17-29, в) характеристиками.

Нанесем на выходные характеристики линию нагрузки, проведя ее через точку Б, соответствующую э. д. с. источника и точку В, определяемую током . Допустим при отсутствии входного сигнала ток базы выбран , тем самым определено положение рабочей точки А на линии нагрузки. Входное напряжение, амплитуда которого вызывает (рис. 17-29, б) изменение тока базы от до . График изменения тока базы, обусловленного входным напряжением, показан на рис. 17-29, в. На том же рисунке дан график изменения выходного напряжения, амплитуда которого , в то время как входное напряжение имеет амплитуду .

Таким образом, коэффициент усиления по напряжению

Разделительные конденсаторы служат для выделения переменных составляющих напряжения.

Рис. 17-29. Схема усилителя напряжения с общим эмиттером (а) и характеристики усилителя (б и в).

Так как обычно одного усилительного каскада бывает недостаточно, то прибегают к многокаскадным усилителям. На рис. 17-30 в качестве примера дана схема двухкаскадного усилителя, включенного по схеме с общим эмиттером.

Рис. 17-30. Схема двухкаскадного усилителя напряжений на транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером.