Режимы работы транзистора

На семействе выходных характеристик можно выделить три области, соответствующие трем режимам работы транзистора (рис. 6.18).

Первая область – активная область или активный режим.

Вторая область – область отсечки.

Третья область – область насыщения или режим насыщения.

Рис. 6.18. Семейство выходных характеристик

 

Первый режим – активный (режим малого сигнала). Ток на выходе зависит от тока на входе.

Эмиттерный переход П1 смещен в прямом направлении, а коллекторный П2 – в обратном.

Активная область используется при работе транзистора при усилении и генерировании монотонно изменяющихся сигналов с малой амплитудой.

Второй режим. Оба перехода закрыты. Сигнал на входе отсутствует и биполярный транзистор усилительными свойствами не обладает. Для обеспечения режима отсечки необходимо: на эмиттерный переход подать запирающее напряжение при запертом коллекторном переходе, через оба перехода протекает ток IКО.

За счет модуляции базы переход П1 смещается в прямом направлении. Для обеспечения его надежного запирания предусмотрена цепь смещения для получения положительного потенциала базы относительно эмиттера (для транзисторов p-n-p-типа).

Третий режим. Открыты оба перехода, через транзистор протекает прямой ток, ограничиваемый внешним сопротивлением.

В преобразовательных устройствах биполярные транзисторы используются в качестве ключевых элементов, то есть биполярные транзисторы работают в режиме переключения из области насыщения (соответствующая включенному состоянию – кривая А (рис. 6.21)) в область отсечки (соответствующая выключенному состоянию – кривая Б), кратковременно находясь в активном режиме в процессе переключения.

Режим ключа – сочетание режимов отсечки и насыщения, то есть режим большого сигнала. Режим работы биполярного транзистора с включенной нагрузкой выходной цепи называется режимом нагрузки. При работе биполярного транзистора в этом режиме в его входную цепь подают переменный (гармонический или импульсный) сигнал, а в выходную – включают нагрузочный резистор, обмотку трансформатора или реле.

Схема включения биполярного транзистора с нагрузкой в коллекторной цепи, входным переменным сигналом и источником питания в коллекторной (выходной) цепи и цепи смещения на входе, называют усилительным каскадом (рис. 6.20).

 

Рис. 6.20. Схема усилительного каскада

 

Рис. 6.21. Семейство выходных характеристик

 

Для выходной цепи, по второму закону Кирхгофа, можно записать уравнение равновесия

Uкэк - Iк×Rк. (6.7)

Из этого уравнения следует, что с увеличением тока коллектора Iк, напряжение Uкэ уменьшается, так как увеличивается падение напряжения на сопротивлении нагрузки. Таким образом, изменение напряжения и тока входной цепи приводит к одновременному изменению не только выходного тока, но и выходного напряжения Uкэ.

Это уравнение является уравнением нагрузочной прямой, которая строится на выходных характеристиках по двум точкам, соответствующих режимам холостого хода и короткого замыкания.

Прямая АВ (рис. 6.21) – нагрузочная прямая, рабочий ее участок А/В/. По нагрузочной прямой строится входная нагрузочная характеристика по соответственным токам базы и напряжениям UКЭ.

По точкам пересечения нагрузочной прямой со статистическими выходными характеристиками можно найти параметры работы транзистора в режиме нагрузки при UКЭ=const, RК= const и разных токах базы.

 

Рис. 6.22. Семейство входных характеристик

 

За входную нагрузочную характеристику принимается одна из статических (обычно для UКЭ= -5В). Для полного воспроизведения на выходе усиливаемого входного сигнала источника тока iвх, с помощью источника смещения постоянного тока напряжением UБЭ, задают точку покоя (рабочую точку) усилительного каскада, которой соответствует определенный постоянный ток покоя на входе IБ(0) и на выходе IК(0) при отсутствии переменного сигнала.

Выбором значения UБЭ можно задать необходимый режим (класс) усиления. Выходные характеристики имеют ограничения по максимальным значениям тока коллектора, напряжения UКЭ и мощности, рассеиваемой на коллекторе.

 








Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 2494;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.