|
| |
|
Главная Журналы при равных допустимых мощностях, рассеиваемых на коллекторах (150 мет). Более мощные транзисторы снабжаются радиатором, сделанным из меди - металла, обладающего высокой тенлонровод-ностью. На иринциниальных схемах а б транзисторы тина /з-ге-р обо- Рис. V-5. обозначепие транзис- значаются так, как ноказано торов на принципиальных схе- на рИС. V-5, а, а траНЗИСТОрЫ ТИ-мах: а - типа р-п-р- б-типа г п-р-п па п-р-п - как на рис. V-5,6.  § 2. СХЕМЫ СТОРОВ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНЗИ- Рассмотрим некоторые схемы включения транзистора при работе его в усилительном каскаде. Одна из наиболее простых схем усилительного каскада на трагзистор? показана на рис. V-6, а, где транзистор включен по схеме с общей базой. На рис. V-6, б приведена схема аналогичного кас- „ када с использованием электронной лампы. Усиливаемое напря- жение Cijjx включено между эмиттером и базой последовательно с постоянным напряжениемЕсли напряжение С/вх=0, т. е. отсутству-  Рис. V-6. Включение транзистора но схеме с общей базой (а) и электронной лампы по схеме с общей сеткой (б) ет, то в цени эмиттера протекает ток постоянной величины а в цени кол- лектора - ток II. Ток коллектора, проходя по сопротивлению нагрузки, создает на нем падение напряжения постоянной величины: Если в цень эмиттера включено переменное напряжение [/„х, то ток в цени эмиттера /, становится пульсирующим, изменяя величину в соответствии с изменениями C/gx- Количество дырок, перешедших в базу, а следовательно, и ток коллектора также изменяются но закону изменения В этом случае на сопротивлении нагрузки R проис\одит падение напряжения, нере.менная составляющая которого через конденсатор С. подается на выход уси.лительной схе.мы в виде величины C/b,ix- В этой схеме, как видно из рисунка, входной сигнал создает ток в цени эмиттер - база, а выходной сигнал (выходное напряжение) снимается с нагрузочного резистора R, установ.ленного в цени коллектор - база. Как нетрудно видеть, контакт базы - общий для входного и выходного сигналов. Поэтому рассматриваемая схема усилительного транзисторного каскада называется схемой с общей базой, или сокращенно ОБ. В схеме с общей базой используются два источника питания с электродвижущей силой: и Е. Батарея Е служит для создания в цени эмиттера некоторого постоянного тока, определяющего режим работы транзистора, его рабочую точку,- это ток смещения. Величина тока смещения определяется э. д. с. батареи, сопротивлением участка транзистора эмиттер - база и величиной резистора Практически сопротивление перехода эмиттер - база много меньше R. Поскольку сопротивление эмиттер - база невелико, небольшое изменение входного напряжения создает значительное изменение тока эмиттера. При ,)гом ток в цени коллектора, определяемый э. д. с. батареи сопротивлением участка транзистора коллектор - база и нагрузочным резистором R, также начинает изменяться. При иодаче неременного напряжения во входную цень транзистора изменение тока в его выходной цени несколько меньше, чем изменение тока во входной цени, т. е. усиления но току в данной схеме не получается. Но так как сопротивление участка коллектор - база велико, то можно выбирать большое нагрузочное сопротивление R, на котором коллекторный ток создает падение напряжения, во много раз превосходящее входное переменное напряжение. Коллекторный ток почти равен эмиттерному и поэтому, если выбрать R значительно ббльшим, чем сопротивление входной цени, то падение неременного напряжения на нагрузке C/g,, будет значительно больше входного напряжения Значит, схема может использоваться как усилитель напряжения. Усилительные свойства транзистора характеризуются коэффициентом усиления по напряжению: jr. iihlX где г,- сопротивление входной цепи транзистора (сопротивление участка эмиттер - база). Так как /„ то А„;5-. Благодаря тому что в этой схеме .может быть большим сопротивление нагрузки /, эта схема с успехом может применяться для усиления мощности, так как выходная мощность при неизменном токе прямо пропорциональна R. Коэффициент усиления по мощности: О" 5(с) I R б J- Рис. V-7 Вилючеиие транзистора ио схеме с общим эмиттере м (а) и эле1чтрон-ной лампы по схеме с общим ьатодом (б) Выше было сказано, что коллекторный ток приблизительно равен и данчС несколько меньше эмиттерного, поэтому усиления по току в этой схеме не происходит. Коэффициент усиления но току равен; < 1. Для различных типов плоскостных транзисторов а - -0,90-0,99. Рассмотренная схема с общей базой основными свойствами напоминает схему усилительного каскада на электронной ламне с общей («заземленной») сеткой (см. рис. V-6, б). Эмиттер транзистора может быть уподоблен катоду электронной ла.мпы - источнику электронов, база - сетке электронной лампы, а коллектор - ее аноду. Схема с общей базой, как и с общей сеткой, не изменяет фазы усиливаемого колебания, имеет малое входное и большое выходное сопротивления. Помимо рассмотренной имеются две схемы включения транзисторов: с общим эмиттером (ОЭ) и с общим коллектором (ОК). Схема с общим эмиттером применяется чаще други.г (рис. V-7, а). Входное напряжение сигнала подается между базот! и эмиттером. Постоянная составляющая (ток смещения) создается батареей Е. Источником тока коллектора служит батарея R - нагрузочное сопротивление. В схеме с общим эмиттером можно получить большое усиление по току, что является преимуществом этой схемы. Коэффициент усиления по току к,- представляет собой отношение переменной составляющей выходного тока к неременной составляющей входного тока. В данном случае выходной ток является током коллектора Д/, а входной - током базы Д/д: h - А/к а ДУ» • В схеме с ОЭ отношение неременного тока коллектора к переменному току базы обозначают буквой р. Тогда Коэффициент усиления по мощности равен; так как 7. . ВЫХ Схема с общим эмиттером сходна с самой распространенной схемой усилительного каскада на электронной ламне с общим катодом (рис. V-7,6). Фаза усиливаемых колебаний оборачивается на 180°. Входное сопротивление схемы несколько больше, чем у схемы с общей базой. Это свойство в сочетании с большим усилением по току позволяет эффективно использовать схе.му в многокаскадных усилителях. Схемы с общим эмиттером дают усиление по току в десятки раз и усиление по напряжению в сотни раз, так что усиление по мощности достигает нескольких тысяч. Бо.льшим достоинством этой схемы является также воз- можность применения одного источника питания коллектора и смещения во входной цепи. Схема с общим кол.лектором приведена на рис. V-8, а. Входной сигнал действует в цени база - коллектор, а нагрузочное сопротивление R включается в цепь база - эмиттер. Схема с общим ко.ллектором напоминает своими свойствами схему катодного повторителя (рис. V-8, б), которая подробно рассматривается в главе VII. Она иногда называется эмиттерным повторителем. Схема обладает высоким входным и низким выходным сопротивлениями, не меняет фазы сигна.ла и применяется главным образом в тех случаях, когда нужно согласовать сопротивления, например, при работе усилителя на выносную линию или от высокоомного звукоснимателя. Коэффициент усиления по току может быть найден по формуле: t+T £j l+T jVI Piic. V-8. Включение транзистора no схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель, а) и электронной лампы по схеме с общим анодом (катодный повторитель, б) к =А= Мб "Д/э-Д/к ДЛ, - 1-а- Например, при а = 0,9 . = 20. 1-0,9,5 Эта схема дает наибольший но сравнедию с другими схемами коэффициент усиления но току. Однако так как в схеме действует 100%-ная отрицательная обратная связь, то коэффициент усиления по напряжению меньше единрщы, а усиление по мощности меньше, чем но току. Уместно сравнить свойства транзисторов со свойствами электронных ламп. В лампах управление анодным током (потоком электронов на участке катод - анод) производится путем изменения напряжения, приложенного между сеткой и катодом. В транзисторах носителями зарядов являются электроны и дырки, передвижение которых от эмиттера к коллектору происходит обычно в результате разности концентраций носителей в областях, смежных с этими электродами. В транзисторах управление током коллектора осуществляется в области эмиттера за счет изменения величины эмиттерного тока в соответствии с изменением напряжения между эмиттером и базой. Входное сопротивление триода имеет большую величину, а у транзисторов, оно, как правило, мало. Поэтому при работе в режиме усиления в цепи сетки электронной лампы отсутствует сеточный ток, а у транзистора в цепи базы всегда проходит ток. У триода входной сигнал практически не зависит от выходного Напряжения, а у транзисторов всегда существует внутренняя обратная связь. Общим свойством транзистора и электронной лампы является то, что, расходуя малую мощность во входной цепи, можно управлять значительно большей мощностью в выходной цепи. Преимущества транзисторов перед электронными лампами состоят в простоте схемы и электрического питания, малых размерах и весе, мгновенной готовности к работе и высоком к. п. д., высокой прочности и долговечности. Наряду с неречисленными преимуществами транзисторы имеют и целый ряд недостатков, к числу которых относятся: малое входное сопротивление; высокий уровень шумов; зависимость стабильности работы транзистора от окружающей температуры и влал<;ности; внутренняя обратная связь, требующая применения специальных методов ее нейтрализации; сильная чувствительность к электрическим перегрузкам, даже кратковременным, которые ведут к порче транзисторов. Все эти недостатки объясняются в основном тем, что еще не выработана совершенная технология их изготовления. § 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРА Так же как и для электронных ламп, зависимости, существующие между токами и нанряжения-ми транзистора, подключенного к источникам питания, удобно представлять графически в виде характеристик. Чтобы облегчить понимание возможных характеристик, представим себе транзистор в виде четырехполюсни- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |