1 **зв

Рис. 15.21

Принцип действия транзистора п-р-п-типа аналогичен принципу действия транзистора р-п-р-типа. Но концентрация атомов примесей в базе транзистора п-р-п-типа много меньше концентрации примесей в п-области эмиттера. В транзисторе п-р-п-типа в область базы поступают не дырки, а электроны. Полярность включения источников питания Еу и Е транзисторов п-р-п-типа противоположна полярности источников питания транзистора р-п-р-типа. В соответствии с этим направления прохождения токов в соответствующих ветвях для этих типов транзисторов противоположны.

§ 15.30. ВАХ биполярного транзистора. Свойства каждого транзистора определяются двумя основными семействами его ВАХ. Первое семейство характеристик - зависимость тока выходной цепи от напряжения между электродами транзистора, включенными в выходную цепь, при каком-либо из остальных токов транзистора, взятом в качестве параметра. В качестве параметра может быть взята и любая другая величина, например напряжение между электродами транзистора, включенными в цепь управления. Это семейство описывает свойства транзистора по отношению к выходной цепи. Второе семейство характеристик - зависимость тока входной цепи (цепи управления) от напряжения между электродами транзистора, включенными во входную цепь, при напряжении между электродами, включенными в выходную цепь (или при токе выходной цепи), взятом в качестве параметра. Это семейство характеристик описывает свойства транзистора по отношению к цепи управления.

На рис. 15.21, а качественно изображено семейство выходных Характеристик i=f{uJ при параметре 4 для схемы с общим эмиттером (см. рис. 15.20, а). Правее вертикальной пунктирной прямой А -А кривые начинают круто подниматься. Это свидетельствует о Том, что в данной зоне может произойти пробой транзистора. Поэтому в зоне правее прямой А - А работать нельзя.

Расположенная в третьем квадранте кривая ОВ иллюстрирует

потерю управляемости транзистора при изменении полярности ЭДС в выходной цепи.

При протекании тока по транзистору он нагревается выделяющейся в нем теплотой. Каждый транзистор в зависимости от размеров и условий охлаждения может отдавать в окружающее пространство определенное количество теплоты. Допустимое количество теплоты, выделяющейся в транзисторе, характеризуется мощностью рассеяния p,= uJ (дается в каталогах). На рис. 15.21, а пунктиром нанесена гипербола к=Рк/"эк=/("эк)- Транзистор не перегревается в условиях длительного режима в том случае, если рабочая точка находится внутри заштриованной области (кратковременно можно работать и в области, находящейся выше пунктирной кривой). На рис. 15.21, б качественно изображено семейство входных характеристик транзистора i(,~f{u) при параметре и в схеме с общим эмиттером (см. рис. 15.20, б).

Важно обратить внимание на то, что любой ток транзистора (например, или /g) является функцией не одной, а двух переменных. Так, ток является функцией и и i, ток ig - функцией и и и. (В § 15.34 это положение будет учтено.)

В радиотехнике свойства транзистора иногда описывают еще так называемой проходной характеристикой 1=[{и){рис. 15.21, в). Ее используют, например, когда ток имеет форму косинусоидальных импульсов с отсечкой (в резонансных усилителях мощности, умножителях частоты и других устройствах). Формулы разложения тока на гармоники в этом случае приведены в 16 п. вопросов гл. 7 {S - крутизна характеристики).

§ 15.31. Биполярный транзистор в качестве усилителя тока, напряжения, мощности. Транзистор может служить усилителем тока, когда приращение тока управляемой цепи (той, где включен источник ЭДС £„)во много раз больше приращения тока управляющей цепи (той, где включен источник ЭДС Еу). Из трех схем (рис. 15.20) в качестве усилителя тока могут быть использованы две: схема с общим эмиттером (см. рис. 15.20, б) и схема с общим коллектором (см. рис. 15.20, в). В обеих схемах током управления является ток базы ig. Током управляемой цепи в схеме с общим эмиттером является ток коллектора i, а в схеме с общим коллектором-ток эмиттера i.

Так как = ai (см. § 15.29) и 1=1-}-1, то ig = i-if = (1 -а)/. При нахождении связи между малыми приращениями токов можно в первом приближении принять a=const. Тогда = aAi; A/g = (1-a)Ai.

Коэффициент усиления по току /г,- равен отношению приращения тока на выходе к приращению тока на входе. Для схемы с общим эмиттером

для схемы с общим коллектором

k, = AiJM=l/{l-a). Так как коэффициент a=0,95-f0,99, то 194-100.

При работе транзистора в качестве усилителя напряжения важно, чтобы приращение напряжения на нагрузке Аи, включенной в выходную цепь, было больше приращения напряжения на входе управляющей цепи Аи.

Коэффициент усиления по напряжению fe = Ди/Ди. При использовании

транзистора в качестве усилителя напряжения его включают по схеме с общей базой (см. рис. 15.20, а) или по схеме с общим эмиттером (см. рис. 15.20, б).

Для схемы с общей базой fe составляет несколько сотен, для схемы с общим

эмиттером - несколько десятков или сотен.

Усиление по мощности достигается во всех схемах включения на рис. 15.20. Коэффициент усиления по мощности kp равен отношению приращения мощности в нагрузке АР к приращению мощности на входе транзистора ДРу.

Наибольшее усиление по мощности достигается в схеме с общим эмиттером. Для нее может достигать значений и более.

§ 15.32. Связь между приращениями входных и выходных величин биполярного транзистора. Напряжение на входных и, и напряжение на входных зажимах являются функциями входного I] и выходного токов, т. е.

u,{i„ »2); (15.42)

«2 = 2(М. h)-

(15.42а)

Условимся исходные значения токов и напряжений обозначать большими буквами {U, /), а приращения - малыми (Ды, At). Пусть токи получили малые прира-щения Д1 и Дгз и стали равными I-\-Ai и /д+г- Р" этом напряжения также получили приращения и стали равными (7-+-ДЫ и U--Au- Следовательно,

(15.43) (15.43а)

(/l+A«i = (У, l(/i + Aii), (/2+А2)1; (У2+Аи2= (/2((/i+Aii), (/2+А/2)1-

Найдем связь между приращениями напряжений Аи и ДЫд и приращениями

токов Aiy и Д/д- С этой целью разложим правые части равенств (15.43) и (15.43а) в ряд

Тейлора для функции от двух переменных по степеням приращений Aij и Д/2 и

воспользуемся тем, что в силу малости приращений можно пренебречь слагаемыми, содержащими Aij и Д/д в степенях выше первой. В результате получим

(yi+AUi= (/i(/i, /2)+АГ11+Д212

(У2+АМ2 = f2 (l 2)+Г21 + 222

11 =

21 -

12 -

Л. 2

; /?22 -

1. 2

i. 2

Обратим внимание на то, что /?2112-

Значения R, R, R2h 22 могут быть найдены графическим путем из характеристик транзистора или опытным путем, поэтому в дальнейшем будем полагать их известными. Если из (15.43) вычесть (15.42), а из (15.43а)- (15.42а), то

ДЫ) = /?iiAii-f-/?i2Ai2, (15.44)

Ди2 = /?2iAli-f-/?222

(15.44а)

Из (15.44) и (15.44а) следует, что по отношению к малым приращениям транзистор можно заменить эквивалентной линейной схемой замещения.

6 Зак.