Работа транзистора в усилительных каскадах

В современных усилителях в качестве активного элемента обычно используют транзисторы. Это обусловлено их небольшими размерами,

 

удобством питания и монтажа. Современная технология позволяет изготавливать как маломощные (КТ 315) так и мощные (КТ 970, КТ 971)

 

транзисторы; как НЧ, так и ВЧ. Транзисторы бывают биполярные и полевые.

 

Биполярные транзисторы бывают двух типов проводимости: n-p-n и p-n-p:

 

 

Рис.3.1. Биполярный транзистор: плюсы и минусы обозначают полярность приложенного

 

напряжения (два плюса и два минуса обозначают, что потенциал больше чем там где только

 

один)

 

Стрелка у эмиттера обозначает направление движения зарядов (ток течёт от плюса к минусу). Между токами и напряжениями имеют место следующие соотношения:

 

I Э I Б I К,	(3.1)
U КЭ U БК U БЭ.	(3.2)

 

Схемы включения транзистора

 

Существует три схемы включения транзистора.

 

1) Включение транзистора с общей базой (ОБ) (рис. 3.2). При таком включении транзистор обеспечивает усиление по напряжению.

 

 

Рис.3.2. Включение транзистора с общей базой (ОБ)

 

 

Коэффициенты передачи по току и напряжению при такой схеме

 

включения равны:

K

I

^I Вых

I К

1,

(3.3)

^I Вх

I Э

K

^U Вых

^U БК

1.

(3.4)

U

^U Вх

^U БЭ

 

2) Включение транзистора с общим коллектором (ОК) (рис. 3.3). При таком включении транзистор обеспечивает усиление по току.

 

Рис.3.3. Включение транзистора с общим коллектором (ОК)

 

Коэффициенты передачи по току и напряжению при такой схеме

 

включения равны:

KI

^I Вых

I Э

1,

(3.5)

^I Вх

I Б

K

^U Вых

^U БК

1.

(3.6)

U

^U Вх

^U КЭ

 

3) Включение транзистора с общим эмиттером (ОЭ) (рис. 3.4). При таком включении транзистор обеспечивает усиление по мощности.

 

Рис.3.4. Включение транзистора с общим эмиттером (ОЭ)

 

Коэффициент передачи по току и напряжению при такой схеме включения равны:

KI

^I Вых

I К

1,

(3.7)

^I Вх

I Б

K

^U Вых

^U КЭ

1.

(3.8)

U

^U Вх

^U БЭ

 

Статические характеристики транзистора

 

Работу транзистора в усилительном каскаде можно представить как процесс управления протеканием выходного тока I _Вых с помощью изменения входного сигнала (I _Вх или U _Вх). Этот процесс можно проанализировать по статическим характеристикам транзистора. На рис. 3.5 приведены семейства входных и выходных характеристик для биполярного транзистора,

 

включенного по схеме общий эмиттер: входные характеристики – это зависимость входного тока (I _Б) от входного напряжения (U _БЭ) при изменении потенциала на выходе (U _КЭ), выходные характеристики – это зависимость выходного тока (I _К) от выходного напряжения (U _КЭ) при изменении входного

 

тока (I _Б).

 

Рис.3.5. Статические характеристики биполярного транзистора