Файл: 1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p n переход, виды полупроводниковых диодов 3.docx

Рис. 61. Схема включения р-п переходов транзистора

Если рассматривать транзистор как четырехполюсник, то входной сигнал можно подавать на два каких-либо электрода и с двух электродов снимать сигнал. При этом один из электродов обязательно будет общим. По названию общего электрода различают три схемы включения транзистора: по схеме с общей базой (ОБ), по схеме с общим эмиттером (ОЭ), и по схеме с общим коллектором (ОК).

3. Усилительные свойства и входное сопротивление транзисторов в схемах ОБ, ОК и ОЭ

Усиление по току

Для схемы ОБ зависимость тока коллектора от тока эмиттера выражается через коэффициент усиления по току (коэффициент передачи эмиттерного тока). Этот коэффициент может быть статическим ( _ст) - когда измерения происходят на постоянном токе, и дифференциальным ( ) - когда определяется отношение приращения тока коллектора i_K к вызвавшему его приращению тока эмиттера i_Э.

Современные транзисторы имеют значение коэффициента усиления тока эмиттера в пределах 0,95 - 0,997. Это значение в общем случае зависит от режима работы транзистора. Поэтому в справочной литературе для каждого типа транзистора указывает рекомендуемый ток эмиттера, при котором величина коэффициента по току близка к своему максимальному значению.

З ная приращение тока эмиттера и величину , можно определить приращение тока базы : = -

---

iк = (1 - iк ).

С другой стороны, для тока коллектора iк = , следовательно

Таким образом, изменяя величину тока базы, мы управляем и током эмиттера и током коллектора.

Обобщим полученные результаты.

В схеме с ОБ входным электродом является эмиттер, выходным - коллектор. В соответствии с этим входным параметром является ток эмиттера, выходным - ток коллектора, и коэффициент усиления (передачи) по току Ki, = .

В схеме ОЭ входным электродом является база, выходным - коллектор. Это значит, что входным параметром является ток базы, выходным - ток коллектора, а коэффициент усиления (передачи) по току

Кi = . Очевидно, что величина может составлять десятки и cотни. В этом большое преимущество схемы ОЭ по сравнению со схемой ОБ, у которой усиление по току не превышает единицы.

В схеме ОК входным электродом служит база, выходным - эмиттер. В соответствии с этим входным параметром будет ток базы, выходным - ток эмиттера. Коэффициент усиления (передачи) по току Кi = , то есть усиление по току для этой схемы примерно равно усилению по току схемы ОЭ.

Входное сопротивление

Рассмотрим вопрос о входном сопротивлении схемы на биполярном транзисторе, определяемом обычным соотношением r_вх = и_вх / i_вх.

В схеме ОБ изменение входного напряжения равно сумме изменений напряжения на базе и на эмиттерном переходе, то есть r

---

_вх = r_э + (1 - )r_б.

В схеме ОЭ и_вх =iэ rэ + iб r₆. Учитывая, что входным током является ток базы, получаем r_вх = r_б + (1 + )r_э.

В схеме ОК изменение входного напряжения равно сумме изменений напряжений на сопротивлении базы, эмиттерном переходе и сопротивлении нагрузки. Аналогично предыдущему случаю получаем равенство r_вх = r_б +(1 + )(r_э + R_э). Обычно выполняется условие rэ << Rэ. То есть, входное сопротивление транзистора, включенного по схеме ОК, может составлять значительную величину много большую, чем для схем ОБ и ОЭ.

Усиление по мощности и напряжению

Г оворя об усилительных свойствах того или иного прибора, часто интересуются усилением мощности. Количественной оценкой усилительных свойств является коэффициент усиления по мощности К_р равный отношению выходной мощности Р_вых к входной Р_вх, то есть .
К оэффициент усиления по мощности можно также записать через коэффициент усиления по напряжению:




И з двух последних соотношений получаем важное равенство из которого следует, например, что для схемы ОК, справедливо соотношение,

---

Кu , а для схемы ОЭ
Это означает, что схема ОЭ может обеспечивать значительный коэффициент усиления по напряжению, а схема ОК не дает усиления по напряжению и поэтому называется эмиттерным повторителем.

Подводя итог, можно сделать следующие выводы. Транзистор по схеме ОЭ дает хорошее усиление по току и напряжению, но обладает малым входным сопротивлением, что является его существенным недостатком. Это объясняется тем, что эмиттерный р-п переход включен в прямом направлении и его сопротивление мало.

Транзистор, включенный по схеме ОК, не дает усиление входного сигнала по напряжению, а практически повторяет его. Усиление же по току у него практически такое же, как и у транзистора, включенного по схеме ОЭ. Но зато входное сопротивление велико и может составлять десятки и сотни к Ом.

4. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

---

Устройство полевого транзистора с p­ ­– n переходом, его характеристики и схемы включения

Полевые транзисторы с р-п переходом имеют структуру, разрез которой приведен на рис. 67. Там же показана полярность подключения источников питания и приведены обозначения полевого транзистора с каналом р-типа и «-типа соответственно. Для транзисторов разной проводимости принцип действия аналогичен, но направление токов и полярность приложенных напряжений противоположны.




По аналогии с биполярными транзисторами, включаемыми по схемам ОЭ, ОК и ОБ, различают три типа включения полевых транзисторов: с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ). Чаще других используется схема с ОИ.

Рассмотрим принцип действия полевого транзистора, полагая его включение по схеме ОИ. Пример этой схемы для транзистора с р-п переходом и «-каналом показан на рис. 67.

При управляющем напряжении U_зи = 0 и подключении источника напряжения между стоком и истоком Е_си по каналу течет ток, который зависит от сопротивления канала. При приложении отрицательного напряжения к затвору р-п переход расширяется, в результате канал, проводящий ток, сужается, и ток Iс уменьшается. При определенном напряжении, называемом напряжением отсечки U_omc, ток стока практически прекращается.

В отличие от биполярных транзисторов полевые транзисторы управляются напряжением, а через цепь затвора протекает только малый, обратный ток Iз перехода, находящегося под действием обратного напряжения.

Н а рис. 68 приведена его входная характеристика, показывающая зависимость тока стока от величины напряжения между затвором и истоком и выходная характеристика, показывающая зависимость тока стока от величины напряжения между истоком и стоком.

Рис. 68. Входная и выходная характеристики полевого транзистора с

---