Транзисторы. (Лекция 6)

1. 6. Транзисторы.

Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод
— радиоэлектронный компонент из полупроводникового
материала, обычно с тремя выводами, позволяющий
входным сигналом управлять током в электрической цепи.
Работа биполярного транзистора, основана на переносе
зарядов одновременно двух типов, носителями которых
являются электроны и дырки (от слова «би» — «два»).
Биполярные транзисторы (БТ) (международный термин —
BJT, bipolar junction transistor).

2. Биполярные транзисторы

2

3. Процессы, протекающие в транзисторе в активном режиме

3

4.

iЭ iK iБ ;
1
iK iЭ ;
т.к.
iK iЭ ;
1
- коэффициент передачи (усиления) тока эмиттера
iK (iK iБ );
iK
iБ ;
1
1
1
1
iK
1
iБ
- коэффициент передачи (усиления) тока базы

5. Пример

0,95
0,99
0,95
19
1 1 0,95
0,99
99
1 1 0,99
Незначительные изменения α приводят к существенным
изменениям β.
100, 0,97 0,99

6. Режимы работы транзистора

Активный режим. На эмитерный переход подано
прямое напряжение, а на коллекторный обратное.
Основной режим работы транзистора.
Режим отсечки. К обоим переходам поведены обратные
напряжения и через них протекает незначительный ток,
обусловленный движением неосновных носителей.
Транзистор заперт.
Режим насыщения. Оба перехода находятся под прямым
напряжением.
Ток в выходной цепи максимален и практически не
регулируется током базы. Транзистор полностью
открыт.
6

7. Схемы включения биполярного транзистора

ОЭ
7
ОК
ОБ

8. Статические характеристики транзистора

Рис.1. Входная
характеристика
8
Рис.2. Семейство
выходных
характеристик
Рис.3. Передаточная х-ка

9.

10. Основные соотношения токов и напряжений в схеме с общим эмиттером (режим покоя)

U КЭ U КБ U БЭ
IК IБ
IK
IБ
IЭ I K I Б
I Э I Б I Б (1 ) I Б
- Коэффициент передачи (усиления) тока базы
1, I Э I Б
IК
IЭ
1
UКЭ E K IK R Н
10
1
1
I К I Э
I К IЭ
- Коэффициент передачи (усиления) тока эмиттера
100, 0,97 0,99

11. Графо-аналитический метод выбора рабочей точки

UКЭ E K IK R Н
UКЭ E K IK R Н
1. IK 0 ,
U KЭ E К режим " отсечки"
2. U КЭ 0, IK E K /R Н режим " насыщения"
11
Ток коллектора задается величиной сопротивления нагрузки (коллектора).
Положение рабочей точки определяется током базы, который можно задать
подачей смещения на базу .

12.

Схемы включения биполярных транзисторов.
Схема с общим эмиттером
rВХ ,ОЭ
Входное сопротивление транзистора
в схеме с ОЭ(приводится в паспорте)
Коэффициент усиления по току (высокий)
KU
I ВЫХ
I
K 1
I ВХ
IБ
Коэффициент усиления по напряжению
(высокий)
KU
U ВЫХ
I K RK
RK
1
U ВХ
I БRВХ
rВХ ,ОЭ
Входное сопротивление (высокое)
U ВХ I Б rВХ ,ОЭ
RВХ
rВХ ,ОЭ 1
I ВХ
IБ
Выходное сопротивление (высокое)
12
RВЫХ RK

13. Схема с общим коллектором

Коэффициент передачи по току (высокий)
IЭ
KI
1
IБ
I Э I Б I Б (1 ) I Б
Коэффициент усиления по напряжению (низкий)
KU
U ВЫХ
1
U ВХ
Входное сопротивление (высокое)
U ВХ I Б rВХ ,ОЭ
RВХ
rВХ ,ОЭ 1
I ВХ
IБ
Выходное сопротивление (низкое)
13
RВЫХ RЭ

14. Схема с общей базой

Коэффициент передачи по току (низкий)
KI
IК
1
IЭ
Коэффициент усиления по напряжению (высокий)
KU
U ВЫХ
1
U ВХ
Входное сопротивление (низкое)
RВХ
U ВХ I Э rВХ ,ОЭ I K rВХ ,ОЭ rВХ ,ОЭ
I ВХ
IБ
IБ
Выходное сопротивление (высокое)
14
RВЫХ RК

15. Сравнительные характеристики схем

15
Схема
Коэф.
усиления по
напряжению
Коэф.
усиления
по току
Входное Выходное
сопр.
сопр.
ОЭ
Выс.
Выс.
Выс.
Выс.
ОБ
Выс.
Низк.
Низк.
Выс.
ОК
Низк.
Выс.
Выс.
Низк.

16. Режим линейного усиления

UmBX IБm IKm IKmR H (UКЭm EK IKmR H ) UmBЫ UmBX
16

17. Принцип усиления напряжения в схеме с ОЭ в динамическом режиме

а
UКЭ E K IK R Н
б
IK R Н
U KЭ
в
г
17
Работа транзистора с нагрузкой называется динамическим режимом
Каскад с ОЭ инвертирует входной сигнал