Читаем Электроника в вопросах и ответах полностью

Электроника в вопросах и ответах

Что называют статическими характеристиками транзистора?

Статические характеристики транзистора — зависимости между токами и напряжениями на различных электродах транзистора, которые получают при подаче на соответствующие электроды регулируемых постоянных напряжений. Статические характеристики снимают путем измерении в простой измерительной схеме либо находят в каталогах или справочниках, разработанных заводом-изготовителем. Статические характеристики позволяют определить ряд параметров транзистора и выбрать соответствующие условия работы, например при усилении сигналов переменного и постоянного тока.

Каковы статические характеристики транзистора в схеме ОБ?

Типичные статические характеристики транзистора в схеме ОБ представляют собой зависимость тока коллектора от постоянного напряжения между коллектором и базой, они называются выходными или коллекторными характеристиками. Такие характеристики можно определить для двух разных случаев: поддерживая постоянным ток эмиттера (рис. 4.11) или поддерживая постоянное значение напряжения эмиттер — база. В обоих случаях уже при малых напряжениях u_кб ток коллектора I_к достигает значения, которое незначительно возрастает при дальнейшем увеличении коллекторного напряжения, причем это возрастание связано в основном с ростом составляющей обратного тока I_кбо (I_ко), который существует из-за наличия неосновных носителей в полупроводнике и определяется для I_э = 0. Основная составляющая тока коллектора, связанная с основными носителями, не зависит от напряжения U_кбсмещающего коллекторный переход в запирающем направлении.

Нулевое значение коллекторного тока I_к достигается при небольшом напряжении U_кб противоположной 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_э является в этом случае параметром. Для транзистора типа n-р-n напряжение U_кб и ток коллектора положительны, а для транзистора типа р-n-р — отрицательны[11].

По приведенной на рис. 4.11 характеристике можно простым способом определить коэффициент передачи тока h_21Б как 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_22б или выходную проводимость схемы ОБ, а именно:

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

Что такое схема с общим эмиттером и каковы ее свойства?

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 S называется внутренней крутизной транзистора или взаимной проводимостью и выражается зависимостью

S = Δi_к/Δu_бэ

Внутренняя крутизна S обычно равна нескольким десяткам миллиампер на вольт.

Предельная частота f_гр схемы ОЭ определяет ту частоту, на которой коэффициент h_21э уменьшается 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_г и нагруженного сопротивлением R_к (рис. 4.12, а), воспользуемся следующими соотношениями:

u_бэ = h_11б·i_э = (1 + h_21э)·h_11б·i_б;