Р е ш е н и е. На рис. 15.24, в проводим прямую, представляющую собой ВАХ нагрузки /?j=500 Ом. Эта прямая пройдет через точку /=0, u=Eq=\Q В и через точку /=£о/н~20 мА, u=Q.

Семейство входных характеристик транзистора П14, как это видно из рис. 15.24, б, обладает той особенностью, что в интервале значений 0=0,2-10 В зависимость тока базы /g от напряжения между эмиттером и базой изображается одной и той же кривой. Найдем значение тока ig=/gQ в режиме, когда на входе действует только ЭДС £уО=025 В.

Из рис. 15.24, б следует, что при 0=0,25 В ток ig=/gQ=250 м кА (точка п). Далее найдем ток 1-! и напряжение uf=tlQ в этом режиме.

На семействе кривых рис. 15.24, в режим работы при Ey=EyQ определяется точкой п, полученной в результате пересечения ВАХ нагрузки с той кривой семейства 1к~/("эк) • которой параметром является /=250 мкА.

В точке п /=/0=13,1 мА, u=Uq=3,5 В. Линеаризуем входную характеристику в рабочей точке. С этой целью проведем в окрестности точки «(рис. 15.24, б) прямую так, чтобы она на возможно большем участке совпала с касательной к кривой /б~/("эб) точке п. Крайними точками проведенной прямой будем считать точки р и т. В точке р ток /=350 мкА и и= 0,23 В. В точке т ток ig=150 мкА и «3g=0,23 В. Этим точкам соответствуют одноименные точки р и т на рис. 15.24, в.

В точке р (рис. 15.24, в) г=18,6 мА, в точке т 1=8,5 мА. Таким образом, при подаче на вход схемы синусоидального напряжения амплитудой Uq =0,02 В в цепи

управления появится синусоидальная составляющая тока, имеющая амплитуду /g = = 100 мкА, а в выходной цепи кроме постоянного тока /q возникает синусоидальный ток амплитудой /=5,0 мА. При этом на выходных зажимах транзистора действует синусоидальная составляющая напряжения, имеющая амплитуду (/з, ,=2,45 В.

Тогда коэффициент усиления потоку

ki = А»вых/Чх = кт/ут=5,0 мА/ЮО мкА=50.

Коэффициент усиления по напряжению

К = А"вь.х/А"вх = RuKJsem - 500.5,0-10-0,02=125.

Коэффициент усиления по мощности

= Авых/Авх = WD/iseJyJ =

= 500(5,0.10-/0,02-100-10~ = 6250. *

Входное сопротивление транзистора между зажимами эмиттер - база для синусоидальной составляющей

/?вхэб - эбш/ут = 0,02 В/100 мкА=200 Ом.

Выходное сопротивление между зажимами эмиттер - коллектор для синусоидальной составляющей

/выхэк = экт/кт = 2,45 В/5.0 мА=490 Ом.

в тепловом отношении транзистор работает в ненапряженных условиях, так как мощность, выделяемая в нем в режиме, соответствующем точке п(рис. 15.24, б),

экОкО = 3,5 В . 13.1 мА=45.8 мВт.

что значительно меньше допустимой для данного транзистора мощности рассеяния 150 мВт.

Верем первую гармонику переменной составляющей коллекторного тока.

ЗО 3Q

ИЗО JL.

V

иеиная1йЩиа впасть капала a)

5; в;

Рис. 15.25

§ 15.35. Принцип работы полевого транзистора. Полевыми называют транзисторы, управляемые электрическим полем. Их работа обусловлена в основном носителями одной полярности, поэтому их называют иногда униполярными.

Принцип действия полевого транзистора поясняет рис. 15.25, а. В полупроводнике п-типа создается небольшая р-область. У «-области имеется два электрода: исток И и сток С. Электрод р-области называют затвором 3. С помощью электрода 3 создается электрическое поле в «области, примыкающей к р-области. Это поле влияет на распределение в ней основных носителей (электронов).

Если потенциал затвора 3 станет меньше потенциалов истока И и стока С, то упомянутая часть «-области (границы ее показаны точками) оказывается обедненной электронами. Вследствие этого ширина канала, по которому могут проходить основные носители от электрода истока к электроду стока, уменьшается.

Если потенциал стока С будет выше потенциала истока И (ц,,>-0), то током от

истока к стоку можно управлять, изменяя напряжение между истоком и затвором Цд. При некотором из,=Цз, проводимость канала стремится к нулю и ток

В полевом транзисторе р-типа «- и р-области меняются местами по сравнению с транзистором «-типа. Условные обозначения полевого транзистора «типа показаны на рис. 15.25, б, а р-типа - на рис. 15.25, в.

§ 15.36. ВАХ полевого транзистора. Входные (стокозатворные) ВАХ/р=/(«з„)при некоторой фиксированной температуре показаны на рис. 15.25, г. Параметром является напряжение между стоком и истоком «си. При некотором напряжении u=ui проводящий канал перекрывается и ток 1=.

Семейство выходных (стоковых) характеристик /с=/("си) при параметре «3, изображено на рис. 15.25, д.

На обоих рисунках в направлении стрелки параметр возрастает?

§ 15.37. Схемы включения полевого транзистора. Три основных способа включения полевых транзисторов г-типа изображены на рис. 15.26. На рис. 15.26, а показана схема с общим истоком, на рис. 15.26, б - с общим затвором, на рис. 15.26, в - с общи1у1 стоком. Полярности источников для транзисторов р-типа следует изменить на противоположные по сравнению с указанными, i

Полевые транзисторы имеют очень большое (теоретически беСг конечно большое) входное сопротивление (во много раз больше, чем у биполярных), и потому схема их замещения (рис. 15.26, г) при относительно малых переменных составляющих для области относительно низких частот напоминает схему замещения электронной лампы (см. рис. 15.30). На ней изображен источник тока Su, где S=AijAu - крутизна характеристики; и - малая переменная

Рис. 15.26

внутренняя

составляющая входного напряжения; g. = iju проводимость.

Достоинством полевых транзисторов является также большое усиление по току и мощности.

§ 15.38. Основные сведения о трехэлектродной лампе. Трехэлек-тродная лампа (триод) имеет три электрода: катод, анод и сетку. Эти электроды находятся в вакуумированном стеклянном или металлическом баллоне.

Катод, подогреваемыйНИТЬЮ накала от вспомогательной батареи (обычно не показываемой на схемах), испускает электроны вследствие явления термоэлектронной эмиссии. Поток электронов направляется ко второму (холодному) электроду - аноду - только в том случае, если потенциал анода выше потенциала катода. Если же потенциал анода сделать ниже потенциала катода, то потока электронов от катода к аноду не будет (в этом случае анод не притягивает электроны, а отталкивает их). В результате этого электронная лампа обладает несимметричной ВАХ.

Третий электрод - сетка - расположен ближе к катоду, чем анод. Поэтому электрич*еское поле, создаваемое между сеткой и катодом, даже при малых напряжениях между ними оказывает сильное влияние на поток электронов с катода на анод. Сетка является управляющим электродом. Путем изменения потенциала сетки можно управлять анодным током лампы. Как и транзистор, электронная лампа может быть включена в схему тремя основными Способами: с общим катодом, с общей сеткой и с общим анодом (в зависимости от того, какой из электродов является общим для анодной и сеточной цепей).

На рис. 15.27 изображена наиболее часто употребляемая схема- схема с общим катодом. Как и транзистор, электронная лампа может служить в качестве усилителя тока, напряже11ия и мощности. Возможность выполнения лампой всех этих функций основывается на том, что изменение разности потенциалов между сеткой и катодом оказывает более сильное влияние на Рис. 15.27