Материал: Физические основы электроники

т. е. коэффициент усиления по напряжению в этой схеме точно такой же, как и в схеме с общей базой – kU э kU б , и составляет десятки –

сотни единиц.

4. Коэффициент усиления по мощности

что значительно больше, чем в схеме с общей базой (сотни – десятки тысяч единиц).

3.3.3. Схема с общим коллектором

Исходя из принятых отличительных признаков, схема включения транзистора с общим коллектором должна иметь вид, представленный на рис. 3.7, а.

Однако в этом случае транзистор оказывается в инверсном включении, что нежелательно из-за ряда особенностей, отмеченных выше. Поэтому в схеме (рис. 3.7, а) просто механически меняют местами выводы эмиттера и коллектора и получают нормальное включение транзистора (рис. 3.7, б). В этой схеме сопротивление нагрузки Rн включено

во входную цепь; входным током является ток базы Iб ; выходным током является ток эмиттера Iэ Iб Iк .

Рис. 3.7. Включение транзистора по схеме с общим коллектором

Основные параметры этой схемы следующие: 1. Коэффициент усиления по току

91

Поделив числитель и знаменатель этой дроби на ток эмиттера Iэ, получим:

т. е. коэффициент усиления по току в схеме с общим коллектором почти такой же, как в схеме с общим эмиттером:

γ β.

Преобразуя это выражение, получим:

Из (3.18) следует, что входное сопротивление в этой схеме включения оказывается наибольшим из всех рассмотренных схем (десятки – сотни кОм).

3. Коэффициент усиления по напряжению

Преобразуем это выражение с учетом выражений (3.16) и (3.18):

Поскольку Rвх б представляет собой очень малую величину, то можно считать, что kU к 1, т. е. усиления по напряжению в этой схеме нет.

4. Коэффициент усиления по мощности

на практике он составляет десятки – сотни единиц.

92

Схему с общим коллектором часто называют эмиттерным повторителем, потому что, во-первых, нагрузка включена здесь в цепь эмиттера, а во-вторых, выходное напряжение в точности повторяет входное

ипо величине ( kU к 1), и по фазе.

Втабл. 3.2 приведены диапазоны значений параметров схем включения биполярного транзистора.

Выводы

1.В отличие от схемы с общей базой схема с общим эмиттером, наряду с усилением по напряжению, дает также усиление по току. Транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, усиливает ток базы в десятки сотни раз. Усиление по напряжению в данной схеме остается таким же, как в схеме с общей базой. Поэтому усиление по мощности в схеме с общим эмиттером значительно больше, чем в схеме с общей базой.

2.Схема с общим эмиттером имеет более приемлемые значения входного и выходного сопротивлений входное больше, а выходное сопротивление меньше, чем в схеме с общей базой.

3.Благодаря указанным преимуществам схема с общим эмиттером находит наибольшее применение на практике.

93

4.Схема с общей базой хоть и имеет меньшее усиление по мощности и меньшее входное сопротивление, все же ее иногда применяют на практике, т. к. она имеет лучшие температурные свойства.

5.Схема с общим коллектором дает усиление по току и по мощности, но не дает усиления по напряжению.

6.Схему с общим коллектором очень часто применяют в качестве входного каскада усиления из-за его высокого входного сопротив-

ления и способности не нагружать источник входного сигнала, а также данная схема имеет наименьшее выходное сопротивление.

3.4. Статические характеристики биполярного транзистора

Статическими характеристиками называются зависимости между входными и выходными токами и напряжениями транзистора при отсутствии нагрузки. Каждая из схем включения транзистора характеризуется четырьмя семействами статических характеристик:

1. Входные характеристики – это зависимость входного тока от входного напряжения при постоянстве напряжения на выходе:

2. Выходные характеристики – это зависимость выходного тока от выходного напряжения при фиксированном значении входного тока:

3. Характеристики обратной связи по напряжению:

4. Характеристики передачи по току:

Наиболее часто на практике используют входные и выходные характеристики, которые обычно приводятся в справочной литературе и представляют собой усредненные зависимости большого числа одно-

94

типных транзисторов. Две последние характеристики применяют реже, и к тому же они могут быть построены из входных и выходных характеристик.

3.4.1. Статические характеристики для схемы с общей базой

1. Семейство входных статических характеристик (рис. 3.8) пред-

ставляет собой зависимость Iэ f Uэб Uкб const .

При U кб 0 входная характеристика представляет собой прямую

ветвь вольт-амперной характеристики эмиттерного перехода. При U кб 0 данная характеристика смещается немного выше оси абсцисс,

т. к. при отсутствии входного сигнала ( E1 0 ) через запертый коллекторный переход протекает маленький обратный ток Iк0 , который создает на объемном сопротивлении базовой области rб падение напряжения,

приложенное к эмиттерному переходу в прямом направлении (рис. 3.8, а). Это падение напряжения и обусловливает протекание через эмиттерный переход маленького прямого тока и смещение вверх входной характеристики (рис. 3.8, б).

Рис. 3.8. Входные характеристики схемы с общей базой

При U кб 0 коллекторный переход смещается в прямом направле-

нии, через него протекает прямой ток, и, следовательно, падение напряжения на сопротивлении базы rб изменит полярность на противополож-

ную, что вызовет при отсутствии входного сигнала протекание через эмиттерный переход маленького обратного тока и, следовательно, смещение входной характеристики вниз (рис. 3.8, б).

95