Рудольф Сворень - Шаг за шагом. Транзисторы
- Название:Шаг за шагом. Транзисторы
- Автор:
- Жанр:
- Издательство:Детская литература
- Год:1971
- Город:Москва
- ISBN:нет данных
- Рейтинг:
- Избранное:Добавить в избранное
-
Отзывы:
-
Ваша оценка:
Рудольф Сворень - Шаг за шагом. Транзисторы краткое содержание
Книга написана простым языком и ориентирована на средний и старший школьный возраст. В ней автор доступным языком излагает основы работы полупроводниковых приборов. Книга сопровождается множеством иллюстраций, благодаря чему шаг за шагом постигается сложный мир внутри транзисторов.
Поскольку книга больше ориентирована на детей, то повествование идет буквально "на пальцах", не используется никаких сложных формул или вычислений — только как полупроводниковые приборы работают и как их использовать.
Шаг за шагом. Транзисторы - читать онлайн бесплатно полную версию (весь текст целиком)
Интервал:
Закладка:
Коэффициент усиления по мощности к P равен произведению коэффициентов усиления по току α и по напряжению к u .
И это вполне понятно: мощность в равной степени зависит от тока и напряжения, и, увеличив, например, в два раза ток и в два раза напряжение, мы увеличиваем мощность в четыре раза. Поскольку коэффициент усиления по току α очень близок к единице, можно считать, что усиление по мощности примерно такое же, как и усиление по напряжению ( к u ~= к P ).
Казалось бы, что можно как угодно увеличить усиление по напряжению к u , а вместе с ним и усиление по мощности к P увеличивая сопротивление нагрузки R н . Однако в действительности здесь, конечно, существуют ограничения. (Иначе зачем было бы строить многокаскадные усилители — включай побольше сопротивление нагрузки и получай от одного каскада все необходимое усиление!) Об одном из таких ограничений мы уже говорили: чем больше R н , тем большая часть питающего напряжения на нем теряется (рис. 38). Другое ограничение можно будет понять, познакомившись с выходной характеристикой транзистора.
Выходная характеристика транзистора (рис. 57) показывает, как меняется коллекторный ток I к при изменении напряжения U бк между базой и коллектором. Обычно на одном графике размещают целое семейство выходных характеристик — несколько кривых, каждая из которых снята при «своем» неизменном входном напряжении U эб .
Вот как снимают такое семейство характеристик. Установив, например, U эб = 150 мв, поддерживают его неизменным и постепенно, от нуля увеличивая U бк отмечают на графике, как меняется ток I к . Затем устанавливают другое входное напряжение U эб , например 175 мв, и вновь, начав от нуля, меняют U бк и регистрируют I к . Точно так же снимают характеристики и при других значениях U эб .

Рис. 57. Семейство выходных характеристик транзистора показывает, как меняется коллекторный ток при изменении коллекторного напряжения и при различных напряжениях на базе.
Что же можно увидеть, всматриваясь в семейство выходных характеристик транзистора? Прежде всего эти характеристики позволяют судить о том, что происходит в коллекторной цепи при работе усилительного каскада, то есть когда одновременно меняется и входное напряжение, и напряжение на коллекторе. (Напряжение на коллекторе меняется потому, что под действием сигнала в итоге меняется напряжение на нагрузке: чем больше напряжение на нагрузке, тем меньше оно на самом коллекторе.)
Кроме того, выходные характеристики позволяют определить, как влияют на режим транзистора напряжение источника питания, напряжение, действующее во входной цепи U эб , и само сопротивление нагрузки R н . Наконец, семейство выходных характеристик позволяет разумно выбрать режим транзисторного усилителя, а также определить один из основных его параметров — выходное сопротивление R вых . С определения этого параметра мы, пожалуй, и начнем (рис. 58).

Рис. 58. Соотношение между выходным напряжением и выходным током можно характеризовать величиной выходного сопротивления; нужно различать выходное сопротивление для постоянного и переменного (меняющегося) тока.
Когда решается вопрос о выборе нагрузки для транзисторного усилителя, то прежде всего нужно знать, куда эта нагрузка попадет — каково сопротивление цепи, в которую нагрузка будет включена. Именно сопротивление усилителя «со стороны нагрузки», сопротивление, с которым встретится нагрузка, попав в усилительный каскад, и называется выходным сопротивлением R вых усилителя. В нашей схеме (мы не случайно все время подчеркиваем «в нашей схеме» — в других схемах все может быть по-другому, и вы в этом скоро убедитесь) нагрузка включается в коллекторную цепь. И выходное сопротивление R вых — это внутреннее сопротивление самого транзистора от вывода коллектора до вывода базы. Сопротивлением источника питания, который также входит в коллекторную цепь, можно пренебречь — оно очень мало, а при последовательном соединении главную роль играет большое сопротивление, в данном случае — сопротивление коллекторного рn -перехода (Воспоминание № 5).
В общих чертах можно сразу сказать, что выходное сопротивление R вых в нашей схеме будет весьма большим, так как коллекторный переход — это, по сути дела, диод, включенный в обратном направлении. Подсчитать величину R вых можно, пользуясь одной из выходных характеристик транзистора. На рис. 58 для этого используется выходная характеристика (зависимость I к от U бк , снятая при U эб = 200 мв.
Давайте для начала, не обращая внимания на то, что происходит в самом транзисторе, поступим с ним так же, как поступали в свое время при определении входного сопротивления (рис. 56). Давайте заменим весь полупроводниковый триод одним резистором R вых и будем считать, что именно к нему подключается нагрузка.
Выходное сопротивление для постоянного тока R вых= определяется просто: постоянное напряжение на коллекторе U бк нужно разделить на постоянный коллекторный ток I к . Выходное сопротивление R вых= очень сильно зависит от режима входной цепи, от управляющего напряжения U эб . Когда транзистор заперт, когда нет тока в его коллекторной цепи, то R вых= , естественно, бесконечно велико.
«Плюс» на базе ничего не меняет, так как триод продолжает оставаться закрытым. Зато с появлением на базе «минуса» появляется коллекторный ток I к и сопротивление R вых= резко уменьшается. Чем больше «минус» на базе, тем больше I к , тем, следовательно, меньше R вых= . Выходное сопротивление для постоянного тока может быть очень небольшим, вплоть до нескольких омов и даже долей ома. Совсем другие величины характеризуют выходное сопротивление для переменного тока.
Динамическое сопротивление R вых будем определять так же, как определяли и динамическое входное сопротивление: изменим коллекторное напряжение на величину ΔU бк , посмотрим, на какую величину ΔI к при этом изменится коллекторный ток, а затем найдем R вых по формуле закона Ома: R вых = ΔU бк:ΔI к . У транзистора, характеристика которого приведена на рис. 57 и 58, выходное сопротивление оказалось равным 100 ком. В действительности же для нашей схемы величина R вых может оказаться значительно больше, иногда достигая даже нескольких мегом.
Читать дальшеИнтервал:
Закладка: