Схемы включения транзисторов

1) Схема включения транзисторов с общей базой (ОБ) (рис. 3.5 а):

выходная характеристика отражает зависимость тока коллектора от напряжения на коллекторе относительно базы при фиксированном токе эмиттера (рис. 3.5 б)

;

входная характеристика (рис. 3.5 в)

.

а) б) в)

Рисунок 3.5. Включение транзистора с общей базой.

Схема включения с ОБ обеспечивает усиление сигнала по напряжению.

2) Схема включения транзисторов с общим эмиттером (ОЭ)

Основной особенностью схемы с общим эмиттером является то, что входным током в ней является не ток эмиттера, а малый по величине ток базы I_Б . Поэтому входное сопротивление каскада с общим эмиттером значительно выше, чем входное сопротивление каскада с общей базой, и составляет сотни Ом. Выходное сопротивление в схеме с общим эмиттером также достаточно велико (порядка десятка кОм).

выходная характеристика (рис. 3.6 б)

;

входная характеристика (рис. 3.6 в)

а) б) в)

Рисунок 3.6. Включение транзистора с общим эмиттером.

Схема включения с ОЭ обеспечивает усиление сигнала, как по напряжению, так и по току.

Статические ВАХ сняты при отсутствии сопротивления нагрузки в выходной цепи .

В практических случаях выходная цепь содержит сопротивление нагрузки. В этом случае говорят о динамическом режиме работы транзистора. В динамическом режиме изменения коллекторного тока при Ек=const и Rk=const зависят не только от изменения базового тока, но и от изменений напряжения на коллекторе

которое, в свою очередь, определяется изменениями как базового, так и коллекторного токов. Такой режим работы называется динамическим, а характеристики, определяющие связь между токами и напряжениями транзистора при наличии сопротивления нагрузки – динамическими. Динамические характеристики строятся на семействах статических ВАХ при заданных значениях Ек и Rк.

Для построения динамической выходной характеристики схемы с ОЭ использовано уравнение динамического режима, которое представляет собой уравнение прямой. Это очевидно, если ее представить в виде

Ik = Ek / Rk – Uкэ / Rk ;

Ek = Uкэ ; Ik = 0 – точка А ;

Uкэ = 0 ; Ik = Ek / Rk – точка B ;

j = arctg Rk .

Точка пересечения динамической характеристики (нагрузочной прямой) с одной из статических ВАХ называется рабочей точкой транзистора (р). Изменяя Iб, можно перемещать рабочую точку по нагрузочной прямой.

Существует три основных режима работы транзистора :

· Активный (усилительный) ;

· Насыщения ;

· Отсечки .

Область отсечки ограничена сверху ВАХ , соответствующей Iб = - Iко (оба p-n перехода транзистора закрыты). Область насыщения ограничена справа прямой линией, из которой выходят статические ВАХ (оба p-n перехода триода открыты). Активная область лежит между областями отсечки и насыщения .

3) Схема включения транзисторов с общим коллектором (ОК)

Входное сопротивление схемы с общим коллектором очень велико (порядка десятков и сотен кОм), а выходное сопротивление, наоборот, мало и составляет лишь десятки или сотни Ом. Поэтому каскад с общим коллектором имеет коэффициент усиления по напряжению меньше единицы, а усиление по мощности несколько меньше коэффициента усиления по току. Данная схема служит, в основном, для согласования сопротивлений между отдельными каскадами усилителя или между выходом усилителя и низкоомной нагрузкой.

В схемах с общим коллектором входным током, как и в схемах с общим эмиттером, является ток базы, а выходным током – ток эмиттера. Поэтому коэффициент усиления по току для этой схемы может быть найден по формуле

.

ВАХ этой схемы близки к ВАХ схемы с ОЭ.

4) Схема включения Дарлингтона:

Применяют в системах, работающих с большими токами или для усилителей, где необходимо обеспечить большое входное сопротивление.

Для этой схемы

.

Здесь - параметр, отражающий приращение одной физической величины к приращению другой физической величины без учета процессов, происходящих в устройстве.

Лекция 4. Силовые полупроводниковые приборы (СПП)

К СПП относятся управляемые приборы, используемые в различных силовых устройствах: электроприводе, источниках питания, мощных преобразовательных установках. Для снижения потерь приборы должны работать в ключевом режиме, для чего следует добиваться:

· малых потерь при коммутации (включение, выключение);

· больших скоростей переключения из одного состояния в другое;

· малого потребления мощности по цепям управления;

· большого коммутируемого тока и высокого рабочего напряжения.