Работа БТ по схеме с ОЭ в различных режимах
а) Назначение элементов и построение линий нагрузки.
Рассмотрим схему на рис. 4.30. Здесь резистор Rб необходим для ограничения тока базы iб<Iбдоп.
Резистор Rн выполняет две функции:
- нагрузка в силовой (коллекторной) цепи;
- ограничение тока iк<Iкдоп
Величины Iкдоп и Iбдоп − это паспортные параметры транзистора.
Здесь для любого режима (по второму закону Кирхгофа)
| Uбэ |
| Rк |
| VT |
| iк |
| Rб |
| iб |
| Uб |
| Uкэ |
| + |
| − |
| + |
| − |
| Ек |
Рисунок 4.30 – Схема для исследования (ОЭ)
(4.7)
(4.8)
Рассмотрим выходные ВАХ и построим линию нагрузки по методике, изложенной при рассмотрении идеального усилительного элемента – по уравнению 4.8 - рис.4.31.
Рисунок 4.31 –Выходная динамическая характеристика БТ и параметры режима
б) Активный (усилительный) режим. Рабочая точка.
В этом режиме силовой ток iк связан с уравнивающим током iб соотношением 
− формула 4.1. Подставим (4.1) в (4.8) и получим:
(4.9)
Соотношение (4.9) характеризует связь Uвых с входным током iб и называется выходной динамической характеристикой (линией нагрузки) − ВДХ.
Точка пересечения ВДХ с любой ВАХ называется рабочей точкой. Например, если Uб такое – см. (4.7), что 
то в этой рабочей точке iк=Iок и Uкэ = Uок.
Если рабочая точка лежит в пределах отрезка аб, транзистор работает в активном режиме. В этом режиме он управляем, т.е. изменение iб вызывает пропорциональные изменения iк, причем 
( отметим еще раз, что это свойство характерно только для активного режима).
|
|
|
в) Режимы отсечки и насыщения (ключевой режим)
Если рабочую точку попытаться задать ниже точки б, то транзистор переходит в режим отсечки, когда силовой ток отсекается и через транзистор протекают токи обратно смещенных p-n переходов. Для обеспечения этого режима необходимо условие Iб = 0, для чего достаточно задать Uб=0. Это режим пассивной отсечки.
Если же обеспечить iб >Iб3, то БТ перейдет в режим насыщения. Режимом насыщения называют такой режим, когда дальнейшее увеличение тока базы не приводит к пропорциональному увеличению тока коллектора. Таким образом, в режиме насыщения транзистор становится неуправляемым.
В этом режиме 
− соотношение 4.5. Точка а одновременно принадлежит и активному режиму и режиму насыщения, поэтому для нее справедливо еще соотношения 4.1 
. На этом основании можно ввести понятие – ток базы на границе режима насыщения
(4.10)
|
|
|
Тогда, если 
, то БТ переходит в режим насыщения, который характеризуется коэффициентом насыщения
(4.11)
В активном режиме q<1.
При глубоком насыщении БТ в базе накапливается большое количество неосновных носителей, которые задерживают процесс выключения БТ.
Усиление напряжения в каскаде по схеме с ОЭ
Отметим особенности ВАХ в активной области:
1. 
;
2. iк почти не зависит от Uкэ;
3. Uб почти не зависит от Uк , а так как 
, то слабо зависит и от тока базы.
Из этого следует, что для приращений тока базы транзистор можно заменить источником тока коллектора, управляемого током базы. При этом, если пренебречь падением напряжения Uбэ , то переход ЭБ можно считать КЗ и для этого режима использовать простейшую модель БТ как на рис 4.32.
Рисунок 4.32 – Простейшая модель БТ (по переменному току)
Рассмотрим усилительный каскад на рис. 4.33. Это схема по переменному току, где пунктиром обозначены источники смещения Еэ и питание силовой цепи Ек.
Рисунок 4.33 – Упрощенная схема усилительного каскада
Заменим транзистор VT его моделью и получим эквивалентную схему, изображенную на рис. 4.34.
Рисунок 4.34 – Эквивалентная схема усилителя (по переменному току)
|
|
|
Здесь 
подставим сюда значение тока базы и получим 
.
Введём коэффициент усиления, как 
и тогда
(4.12)
Если необходимо сделать расчет более точным, то надо применять более точную модель транзистора с введением в неё тех параметров, которые не учитывались в модели на рис.
Для этого применяется система h-параметров.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1029; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!