И. Хабловски - Электроника в вопросах и ответах

Нулевое значение коллекторного тока I кдостигается при небольшом напряжении U кбпротивоположной полярности, т. е. при смещении коллекторного перехода в проводящем направлении.

Если при снятии характеристики I к = φ·( U кб) в измерительной схеме поддерживается постоянным ток I э, то ток I эявляется в этом случае параметром. Для транзистора типа n-р-n напряжение U кби ток коллектора положительны, а для транзистора типа р-n-р — отрицательны [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 21Бкак отношение приращения тока коллектора ΔI кк приращению тока эмиттера ΔI эпри постоянном напряжении коллектор-база ( U кб= const). Для ΔU кб= 0

Из этих характеристик можно также определить параметр h 22били выходную проводимость схемы ОБ, а именно:

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

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'ксовместно с емкостью С б'к определяет обратную связь с выхода на вход схемы. Проводимость g кэопределяет выходное сопротивление схемы. Параметр Sназывается внутренней крутизной транзистора или взаимной проводимостью и выражается зависимостью

S = Δi к/ Δu бэ

Внутренняя крутизна Sобычно равна нескольким десяткам миллиампер на вольт.

Предельная частота f грсхемы ОЭ определяет ту частоту, на которой коэффициент h 21эуменьшается 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 ги 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).

Типичными статическими характеристиками транзистора в схеме ОЭ являются: выходная характеристика рис. 4.13, а — зависимость тока коллектора I кот напряжения при постоянном напряжении U бэили токе I б [12] В отечественной литературе статические характеристики транзистора I к = φ·( U кэ ) приводятся чаще в зависимости от значения тока базы I б — Прим. ред . и входная характеристика (рис. 4.13, б ) — зависимость тока базы I бот напряжения U бэпри постоянном напряжении U кэ, выбранном в качестве параметра.

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

I кэо= I кбо/(1 — h 21б)

Из выходной характеристики можно легко определить коэффициент передачи по току в схеме ОЭ h 21э как отношение приращения тока коллектора ΔI кк приращению тока базы ΔI бпри постоянном напряжении коллектор — эмиттер ( U кэ= const ), т. е. для ΔU кэ= 0. Получим

Из характеристики транзистора, работающего в схеме ОЭ, можно также определить h 11эи h 22э :

Транзисторную схему с общим коллектором (ОК) часто называют эмиттерным повторителем . Входной сигнал подводится между базой и коллектором, а нагрузка включается между эмиттером и коллектором (рис. 4.14, а ). Физическая модель (эквивалентная схема ОК) представлена на рис. 4.14, б . Для эмиттерного повторителя справедливы следующие соотношения: