Александр Кульский - КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

Вот эта схема и получила в технике наименование ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ.

«А»:Но на принципиальных схемах транзистор всегда изображается иначе?

«С»:Только иначе! Мы с вами тоже, начиная с этого момента, переходим на обозначение биполярного транзистора принятое в электронике. Транзисторы принято обозначать следующим образом — рис. 13.5.

«А»:Что еще следует знать об особенностях этих трех схем включения?

«С»:Ну, как минимум, то, что представлено в табл. 13.1.

«А»:А какие вопросы по биполярным транзисторам еще остались без рассмотрения?

«С»:Да их еще порядком! Вот, например, такой параметр, как I ко— ОБРАТНЫЙ ТОК КОЛЛЕКТОРА. Западные авторы обычно именуют его как ОБРАТНЫЙ ТОК ПЕРЕХОДА КОЛЛЕКТОР-БАЗА — I сбо.

«Н»:А какова реальная величина этого тока?

«С»:Для германиевых транзисторов, например, ГТ322, ГТ329, ГТЗЗО и т. д. — его величина не превышает единиц микроампер при температуре окружающей среды +20 °C.

Для кремниевых транзисторов общего применения (маломощных) величина I коне превышает десятых долей микроампера. У наиболее высококачественных современных транзисторов этот параметр составляет величину несколько тысячных микроампера!

«А»:Странно, что такие малые токи доставляют столько беспокойства разработчикам электронных систем!

«С»:Еще бы! Возьмем для примера наиболее почитаемую электронщиками схему с общим эмиттером — ОЭ (рис. 13.6).

Когда-то многие радиолюбительские конструкции базировались на применении вот такой «простейшей» схемы усилителя с ОЭ. Невозможно себе даже представить, сколько десятков тысяч радиолюбителей испытали горчайшее разочарование, когда их первые простейшие приемники прямого усиления, где приведенная схемка, в основном и применялась, так никогда и не заработали!

«Н»:И все равно я не могу понять причину! Ведь выбором соответствующей величины R 1, мы устанавливаем базовый ток транзистора равным, например, 100 мкА. Если β = 50, ток коллектора I кбудет равен 5 мА, а этого вполне достаточно.

«А»:Ну, Незнайкин, ты рассуждаешь как раз на уровне тех радиолюбителей — неудачников, о которых мы только что говорили!

«С»:Да, потому что они не отнеслись серьезно к такому параметру, как I к! А напрасно! Поскольку в действительности для этой схемы:

I к= I ко+ B( I б+ I ко)!

Таким образом, обратный коллекторный ток СКЛАДЫВАЕТСЯ с базовым током, а если учесть, что с ростом температуры на каждые 10 °C, I ковозрастает, примерно, вдвое, то необходимость его минимизации становится очевидной.

«А»:А есть какая-нибудь возможность чисто схемным путем уменьшить I ко?

«С»:К сожалению, I коесть параметр, который не зависит НИКОИМ ОБРАЗОМ от наших схемных ухищрений! Это собственный параметр транзистора, зависящий от многих причин. Например, от качества р-n -перехода, чистоты исходного кремния (германия), правильности кристаллической решетки, степени герметизации поверхности кристалла и т. д.

Но вот если ты спросишь, можно ли схемным путем в значительной степени УМЕНЬШИТЬ ВЛИЯНИЕ этого параметра (и его температурных изменений) на стабильность работы усилителя, то я отвечу — ДА!

«Н»:А каким образом?

«С»:Например, используя установку рабочей точки с помощью отрицательной обратной связи по току. Величины сопротивлений R 1и R 2выбираем такими, чтобы ток I дпревышал I бв 10–15 раз (см. рис. 13.7).

В отсутствии входного сигнала, стабильность рабочей точки тем лучше, чем больше падение постоянного напряжения на R э. Из практических соображений это напряжение выбирают равным, примерно, двум вольтам. Тогда, при возрастании с ростом температуры окружающей среды тока I ко, увеличивается и падение напряжения на R э. Но поскольку задаваемый резисторами R 1и R 2потенциал базы не изменяется, то, следовательно, уменьшается потенциал между базой и эмиттером транзистора. А это ведет к уменьшению коллекторного тока I к. Но это… вызывает уменьшение падения напряжения на R э. А при этом…

«А»:Возрастает U б-э!..

«С»:Ну конечно же! То есть схема «отрабатывает» температурные изменения I ко, обеспечивая стабильную работу схемы. Вот именно такая конфигурация схемы ОЭ характерна для «профессиональных» узлов.

«А»:Отлично, с I коразобрались!

«С»:В первом приближении, только в первом приближении! Но, сдержим наших коней, поскольку мы еще далеко не все рассказали о биполярном транзисторе. А потому самое время коснуться темы о его СЕМЕЙСТВЕ ХАРАКТЕРИСТИК.

«Н»:Что понимается под термином «семейство характеристик»?

«С»:Ну, прежде всего различают ВХОДНУЮ, ПЕРЕДАТОЧНУЮ и ВЫХОДНУЮ характеристики! Не разобравшись в них, переходить к схемотехнике бессмысленно! Дорогой Аматор, я знаю, вы достаточно вникли в суть этого вопроса, а потому прошу вас…

«А»:Лично я всегда относился с симпатией как к транзисторам, так и к их характеристикам! А потому предлагаю на всеобщее обозрение рис. 13.8.

Обратите внимание на семейство ВЫХОДНЫХ характеристик биполярного транзистора. Очень любопытной является точка «А». Здесь резкое нарастание коллекторного тока (для фиксированного U б-э= 0,7 В) при повышении U к- эот 0 до, примерно, 0,4 В неожиданно и полностью изменяет свой характер! И при дальнейшем повышении коллекторного напряжения, от 0,4 до 10 вольт, коллекторный ток возрастает ВСЕГО на ОДИН миллиампер!

«Н»:А если повышать U к- эдальше?

«С»:Ход выходной характеристики будет оставаться все таким же ровным и плавным! Правда, если мы вовремя не остановимся, то в конце — концов добьемся того, что достигнем напряжения пробоя, при котором произойдет резкое, внезапное и, увы, необратимое разрушение транзисторной структуры.