Транзисторы - Курсовая работа
Усилительные свойства биполярных транзисторов
Усиление тока
Обычно зависимость тока коллектора от тока эмиттера выражается через коэффициент усиления по току, который обозначается буквой а («альфа»). Этот коэффициент определяется как отношение приращения тока коллектора Iк к воззвавшему его приращению тока эмиттера Iэ, а именно
За счёт близкого расположения переходов и вследствие совершенной технологии производства величина а современных плоскостных транзисторов обычно находится в пределах от 0,9 до 0,997.
Одному и тому же приращению тока эмиттера будут соответствовать различные значения вызванного им приращения тока коллектора в зависимости от выбора исходной рабочей точки на характеристике. Это говорит о том, что величина коэффициента а зависит от напряжения на коллекторе и тока эмиттера.
При малых напряжениях коллектора коэффициент а растёт с увеличением напряжения. Это объясняется в основном тем, что при малых напряжениях носители зарядов базы вяло втягиваются в коллектор, но чем больше напряжение на коллекторе, тем энергичнее происходит втягивание. Нак5онец, при напряжении около 2 – 3 в практически все носители зарядов, оказывающиеся вблизи коллекторного перехода, попадают на коллектор. Поэтому дальнейший рост тока коллектора по мере увеличения напряжения на нём практически прекращается, а ток базы несколько уменьшается. При напряжении, близком к максимально допустимому для данного типа транзистора ( обычно 15 – 60 в, иногда более), вновь наблюдается заметный рост величины коэффициента а, которая может достичь единицы и более. Но такой режим работы практически не используется и обычно не рекомендуется, так как резко возрастает опасность выхода из строя транзистора.
Зависимость величины коэффициента а от режима работы транзистора вызывает необходимость проведения измерений при относительно небольших приращениях тока эмиттера. Обычно в таких случаях величина приращения Iэ не превышает 5 – 10 % исходного значения тока эмиттера Iэ:
Iэ < (0,05 – 0,1)Iэ.
Зная приращение тока эмиттера Iэ и величину коэффициента а, можно определить связанное с этим приращение тока базы Iб.
Действительно ток базы Iб = Iэ – Iк. Если выразить ток Iк через Iэ, как
Iк = аIк, то получим: Iб = Iэ – аIэ = Iэ (1-а). Отсюда следует:
Учитывая, что величина величина 
весьма близка к единице, из последнего выражения можно сделать вывод: изменение тока эмиттера в 
раз больше связанного с ним изменения тока базы.
Например, если 
, то
;
если 
, то
.
Таким образом, изменяя величину тока базы, можно управлять током эмиттера и, следовательно, током коллектора.
Усиление транзистора по току зависит от схемы включения транзистора.
В зависимости от того, какой из трёх электродов транзистора является общим для цепей двух других, различаются три основные схемы (способа) включения: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Кроме трёх основных, есть ещё четвёртая, комбинированная, схема включения, называемая схемой с разделённой нагрузкой. В схеме с разделённой частью нагрузки включена в цепь коллектора (как в схеме ОЭ), а другая часть – в цепь эмиттера (как в схеме ОК).
В схеме с общей базой входным электродом является эмиттер, выходным коллектор. В соответствии с этим входным параметром является ток эмиттера Iэ, выходным – ток коллектора Iк, а коэффициент усиления по току Кi для схемы с общей базой, как это было показано выше, равен:
В схеме с общим эмиттером входным электродом является база, выходным – коллектор. Это значит, что входным параметром является ток базы Iб, выходным – ток коллектора Iк, а коэффициент усиления по току для схемы с общим эмиттером равен:
Обычно коэффициент усиления по току для схемы с общим эмиттером обозначается буквой 
:
Так как ток базы в большинстве случаев в десятки – сотни раз меньше тока коллектора, то величина коэффициента усиления должна быть много больше единицы. Действительно, после подстановки значений 
в формулу для получается: 
В этом большие преимущества схемы с общим эмиттером по сравнению со схемами с общей базой, усиление по току который не превышает единицы.
В схемах с общим коллектором входным электродом служит база, выходным – эмиттер. В соответствии с этим входным параметром является ток базы Iб, выходным – ток эмиттера Iэ. Коэффициент усиления по току Кi для этой схемы включения равен:
то есть усиление по току для этой схемы включения примерно равно усилению по току схемы с общим эмиттером.
В схеме с разделённой нагрузкой входным электродом является база, выходными – эмиттер и коллектор. Следовательно, входным параметром является ток базы Iб, выходными параметрами – токи эмиттера и коллектора, Iэ и Iк. Коэффициент усиления тока для эмиттерной цени равен 
, а для коллекторной -
, то есть в среднем можно считать, что для обеих выходных цепей 
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13