Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Января 2011 в 21:04, реферат
Транзистор- ППП с 3-мя электродами, служащий для усиления сигналов (в общем случае по мощности) или их переключения.
При дальнейшем увеличении тока базы ток коллектора не увеличивается и может быть введен некоторый коэфициент, характеризующий:
1)
Степень насыщения
N
= Iб / Iбн Þ Iкн = N × Iк
2)
Входное сопротивление
Rвхн
= Rвх / b,
где Rвх - входное сопротивление в активной линейной области.
3)
Выходное напряжение
Uвых
= Uкэн »
Uбэ
Это так называемое остаточное напряжение на участке К - Э, слабо зависящее от величины коллекторного тока.
4)
Выходное сопротивление
Rвых »
rкэ »
Rвых / b »
Rк / b,
где Rвых - выходное сопротивление в активной линейной области.
Режим отсечки
В этом режиме оба перехода смещены в обратном направлении.
1) Iэ » 0
2) Iк » Iкбо
3) Iб » - Iкбо
Границей режима отсечки является обратное напряжение (напряжение отсечки) на переходе Б-Э (Uбэобр), при котором Iэ = 0!
В большинстве цифровых схем Uбэобр такое, при котором Iб уменьшается в 100-200 раз!!
2) Схема с общей базой
В
этой схеме управляющее напряжение
прикладывается к участку Э-Б, а
входной сигнал снимается с резистора
нагрузки, вкюченного в коллекторную цепь.
Потенциал базы при этом фиксирован, а
потенциал Э должен быть меньше потенциала
Б, если переход Б-Э смещен в прямом направлении.
а) б)
Рис.7
На рис.7 показана схема включения транзистора с ОБ и ее эквивалентная схема на низких частотах.
Вольт -
амперная характеристика
и режимы работы
а) б)
Рис.8
Входные а) и выходные б) характеристики.
Нормальный активный режим.
В
этом режиме, как и в схеме с
ОЭ, переход Б-Э смещен в прямом
направлении, переход К-Б в -
обратном.
1)
Iк = a ×
Iэ + Iко (eUкб/Uт -1) = a × Iэ + Iкбо » a × Iэ
Т. к. a<1, то усиление по току в такой схеме невозможно Iк = b × Iб.
2)
3) Ki = a » 1
4) Rвх » rбэ / ÙUвх / Ù Iвх, т.е. в b раз меньше чем всхеме с ОЭ!!
5)
,
т.е. такое же как и в схеме с ОЭ.
Режим насыщения
в
данной схеме возможно только при Uк
< Uб, что недостижимо при
3) Схема с общим коллектором
Это по сути частный случай схемы с ОЭ при Rк = 0! Поэтому, практически все соотношения для токов транзистора и потенциалов на его переходах, характерные для схемы с ОЭ, могут быть применим и в данном случае.
В этой схеме управляющее напряжение приложено к участку Б-Э, выходной сигнал снимается с резистора нагрузки, включенного в эмиттерную цепь. Потенциал коллектора при этом фиксирован!
Причем, в этой схеме, также как и в схеме с ОБ, отсутствует режим насыщения, поскольку потенциал коллектора никогда не может быть ниже потенциала базы!!
Параметры схемы в режиме отсечки аналогичны таковым в схеме с ОЭ!!
На
рис.8 приведены схема включения и ее эквивалентная
схема.
Рис.8
1)
2)
3)
Rвх = rбэ + b ×
Rэ, т.е. во много раз больше чем Rвх в схемах
с ОЭ и ОБ! (десятки и сотни кОм).
4)
Т. е. такая схема имеет высокий Ki, малое Rвых и большое Rвх!!
Транзистор
можно рассматривать как
Uвх = U1,Iвх = I1, Uвых = U2, Iвых = I2.
h11э = ÙUбэ / ÙIбэ ÷ Uк = const = Rвх
h12э
= ÙUбэ
/ ÙUк ½Iб
= const -
коэффициент внутренней ОС (очень малая величина, которой в инженерной практике пренебрегают и принимают = 0)
h21э = ÙIк / ÙIб ½Iб = const = b
h22э
= ÙIк
/ ÙUк ½Iб
= const -
Выходная
проводимость
([Сименс] = 1/Ом)
Rвых
= 1/ h22э
В
настоящее время для
Это параметры, которые совместно с такими же параметрами других компонентов схемы определяют вид АЧХ линейной схемы или характер переходных процессов в ключевых схемах.
Частотные свойства транзистора в активном режиме определяются:
инерционностью
процессов распространения
наличием емкостей переходов (в частности барьерной емкостью коллекторного перехода) и конечным значением внутренних сопротивлений;
эффектами накопления и рассеивания зарядов.
Обычно,
для упрощения анализов динамических
процессов, большую часть источников
инерционности процессов в
Рис.9.
Эквивалентные схемы для активного режима
а) и режима отсечки б).
Коэффициент
передачи по току может быть представлен
характеристикой ФНЧ первого порядка
,
где wb - частота среза.
Во
временной области эта
,
где tb = 1/wb - постоянная времени изменения коэффициента передачи по току.
Граничной частотой усиления (или “частотой единичного усиления”) называют частоту, при которой модуль коэффициента усиления уменьшается до
В
практических в расчетах используется
соотношение
wгр = b × wb
ta = tb / (1+b) или tb = (1+b) ta » b × ta,
где ta = 1/2pfa, fa - граничная частота усиления для схемы с ОЭ, которая приводится обычно в справочных данных!
Кроме fa в справочных данных приводятся значения ta и tb, а также величины емкостей эмиттерного (С*эо) и коллекторного (С*ко) переходов при Uкб=0, Uэб=0, Uкк и Uэк - контактная разность потенциалов переходов К-Б и Э-Б.
Особенности
переходных процессов в ключевом
режиме работы транзистора включенного,
например, по схеме с ОЭ заключается в
наличии времени рассасывания заряда
неосновных носителей, накопленного в
базе при протекании тока в отрытом и насыщенном
состоянии. Причем, с увеличением Iкн увеличивается tр!
Iк (t) = b (t) × Iб
Iкн
= bо ×
Iбн ®
Iбн = S ×
Iбо
1) Uэбобр - электрический (Зенеровский) или тепловой пробой перехода Б-Э