Студопедия — Выходные характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером. Их зависимость от тока базы и температуры
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Выходные характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером. Их зависимость от тока базы и температуры






Выходными характеристиками транзистора в схеме включения с общим эмиттером (рис.5) называются зависимости тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при постоянном значении тока базы. Формально выходные характеристики записываются в виде функционального уравнения Отличия вых. Хар-ик ОЭ от ОБ. Напряжение на коллекторном переходе становиться равным нулю при напряжении . Поддерживается постоянным ток базы Iб = (1−α)Iэ − Iко. Ток Iко неизменяется при увеличении напряжения на коллекторе, а коэффициент α при этом увеличивается. Следовательно, для поддержания тока постоянным значением необходимо несколько увеличить ток Iэ.

Таким образом, выходная характеристика в схеме с ОБ снимается при постоянном токе Iэ, а в схеме с ОЭ – при постепенно возрастающем токе Iэ.

Как и в схеме с ОБ, на семействе выходных характеристик транзистора в схеме с ОЭ различают четыре области, соответствующие различным режимам работы транзистора:

I – режим активного усиления (эмиттерный переход прямосмещенный, а коллекторный переход обратносмещенный); II – режим насыщения (оба перехода открыты); III – режим отсечки (оба перехода закрыты); IV – нерабочая область.

Первая выходная характеристика снимается при отрицательном токе базы (имеет место обрыв цепи эмиттера) и ток базы равен неуправляемому току коллекторного перехода (зав-сть 1 рис.5). В этом случае выходная характеристика аналогична обратной ветви ВАХ электронно-дырочного перехода и величина тока коллектора соответствует зависимости и при значении ≅ (0,1÷ 0,2)В второе слагаемое в скобках имеет очень малое значение, ток коллектора равен Iко и слабо изменяется в большом диапазоне изменения напряжения на коллекторе.

Вторая выходная характеристика транзистора (зав-сть 2 рис.5) соответствует току базы (обрыв цепи базы). В этом случае в цепи коллектор-эмиттер протекает сквозной ток транзистора I*ко, превышающий в (β+1) раз неуправляемый ток коллекторного перехода. Данная характеристика также начинается из начала координат и увеличивается по мере возрастания обратного тока перехода коллектор-база. При изменении напряжения на коллекторе изменяется коэффициент передачи по току транзистора в схеме включения с общим эмиттером из-за эффекта модуляции толщины базы. Увеличение тока базы приводит к росту тока коллектора в соответствии с выражением Iк =βIб +I*ко, и выходная характеристика идет выше и смещена вправо относительно начала координат.

Зав-сть 3 рис.5 снята при = 30мкА.

т.А Если ток базы > 0, а Uкэ = 0, то это равносильно короткому замыканию коллектора с эмиттером. КП и ЭП инжектируют дырки в Б. Iк имеет 2 составляющие: ток экстракции и инжекции, посколько Sкп>Sэп, то Iкинж.>Iкэкстр.(уч. АВ), а общий ток К Iк=Iкэкстр-Iкинж<0

т.В. Iкинж=Iкэкстр=>Iк0<0

т.С |Uкэ|=|Uбэ|=>|Uкб|=0, Iк=β*Iб3

Участок CD относится к режиму активного усиления, коллекторный переход получает обратное смещение и работает в режиме экстракции, а эмиттерный – в режиме инжекции. На участке CD ток коллектора равен Iк=βIб+(β+1)Iко и зависит от изменения напряжения Uкэ в виду наличия в транзисторе эффекта модуляции толщины базы, который с ростом U кэ проявляется в увеличении коэффициента передачи по току β.

С дальнейшим ростом тока базы (зависимости 4,5 при , рис.5) выходные характеристики идут выше и правее от начала координат. Область насыщения сдвигается вправо: ↑Iб, значит, ↑Iэ=>|Uбэ|↑=>|Uкэ|↑

Область I: выходные хар-ки поднимаются вверх на величину ∆Iк=β*∆Iб

 

Влияние температуры на выходные характеристики

На рис.6 приведены выходные характеристики транзистора в схеме с ОЭ для двух токов базы ( =- Iко; = 0), снятые при двух различных температурах, а на рис.7 представлены выходные характеристики при токах базы больше нуля, снятые для двух значений температуры. При токе базы =-Iко (зависимость 1 рис.6) с ростом температуры неуправляемый ток коллекторного перехода возрастает по экспоненциальному закону. При токе базы = 0 ток коллектора определяется сквозным током транзистора Iк=Iкo*=(β+1)Iко. Влияние температуры проявляется в увеличении Iко и β. При токах базы > 0 (зав-ть 1, 7 рис.7) ток коллектора определяется уравнением Iк= βIб + (β+1)Iко. Выходные характеристики в схеме включения с ОЭ снимаются при фиксированных значениях тока базы Iб = (1−α)Iэ − Iко. С увеличением температуры экспоненциально увеличивается ток Iко, а также несколько увеличивается коэффициент α, а, следовательно, и β. Последнее обстоятельство приводит к тому, что с увеличением температуры увеличивается наклон выходных характеристик. Для поддержания тока базы постоянным приходится существенно увеличивать ток

Iэ, естественно, что при этом будет возрастать и ток коллектора Iк =αIэ + Iко.

 

Таким образом, выходные характеристики в схеме включения с общим эмиттером не термостабильны. Следует отметить, что транзисторы, выполненные на основе кремния, имеют меньшую зависимость характеристик от температуры, так как значение неуправляемого тока коллекторного перехода Iко у кремниевых транзисторов во много раз меньше, чем у германиевых.

 

 


Представление транзистора четырехполюсником в системе малосигнальных параметров. Системы Y-, Z- и H- параметров (системы уравнений, схемы замещения). Физическое содержание параметров и методы их определения.

Система считается малосигнальной, если амплитуда перемен. сост-х << постоян. значений токов и напряжений.

Транзистор можно рассматривать как четырехnолюсник связь между токами и напряжениями в кото­ром представляется двумя, в общем случае нелинейными функциями.

 

Система H-параметров:

 

Схема замещения

 

Система Y-параметров:

 

 

Схема замещения

 

Система Z-параметров:

Схема замещения


21. Н-параметры транзистора в схемах включения с общей базой и общим эмиттером. Связь Нэ и Нб параметров, порядок их величин. Графическое определение Н-параметров. Достоинства и недостатки системы Н-параметров транзистора.

ОБ ОЭ

У1 = Уэ У1 = -Уб

У2 = -Ук У2 = -УК

U= Uэб U = Uбэ

U2­ = -Uкб­ U2 = -Uкэ

 

1)­ 2)

­

3) - 4)

 

  , Ом , Сим
ОБ 1 – 100 10-3 – 10-4 0,95 – 0,98 10-5 - 10-7
ОЭ 102 - 103 10-3 50 – 200 3*10-4 - 10-5

Достоинство:

  1. Чёткое физическое содержание
  2. Удобный для экспериментального определения
  3. Приводятся в справочнике
  4. Удобны для технологического процесса

Недостатки:

  1. Зависят от положения рабочей точки
  2. Низкочастотные параметры

22. Физические линейные эквивалентные схемы транзистора, включённого по с хеме с общей базой. Упрощённые схемы входной и выходной цепей. Физическое содержание и величины элементов.

1) Нелинейная модель Эберса – Мола

У1 = f(Uэб)

У2 = f(Uкб)

αi – коэффициент передачи Ук в цепь эмиттера в инверсном режиме (коллекторный переход прямосмещён, инжектирует, эмиттерный – обратносмещён, в режиме экстракции)

ЭП и КП представлены диодами. Управление током К отражено включением генератора тока αI1. Гене-ратор тока αiI2 учитывает возможность инверсного ррежима работы БТ.

<=Модифицированная модель

 

2) Т-образная низкочастотная эквивалентная схема с ОБ

Б` - внутрибазовая точка

rэ – диф. сопротивление эмиттерного перехода

(1-10Ом)

rэ – диф. сопротивление коллекторного перехода

(100кОм – 1МОм)

α = -h21б = |h21б|

μэк = |h12б|

r`б – сопротивление, которое зависит от сопр. п/п базы, сопр. контакта базы

 

3) Т-образная высокочастотная эквивалентная схема с ОБ

Uкб
Uэб

, при Uкп ∞(ХХ)~1000пФ

, при Uэп ∞(ХХ)~10пФ

rэ~10Ом rк~1Мом

f~1МГц f~16кГц

Сдиф – отражает изменение заряда неравновесных носителей в базе.

Сэ диф~1000пФ Ск диф~10пФ

Ск диф<< Сэ диф

 

Справочник: 1) СКП­ при Уэ = 0 (к.з.)

СКП Ск бар

2) СЭП – ёмкость обратносмещённого ЭП при Ук = 0

 


23. Физические линейные эквивалентные схемы транзистора, включённого по с хеме с общим эмиттером. Упрощённые схемы входной и выходной цепей. Физическое содержание и величины элементов.

1) Т-образная низкочастотная эквивалентная схема с ОЭ

rкэ – дифференциальное выходное сопротивление

rкэ = rк(1-α)= rк/(1+β)

β=

h11э = rб`+rэ(β+1)

 

2) Т-образная высокочастотная эквивалентная схема с ОЭ

Сэ диф→β(jω)α

Тобр (20-30)% точность расчётов до частоты f≤2fα

 

 

3) П-образная высокочастотная эквивалентная схема с ОЭ (схема Джиоколетто)

rбэ­ – диф. сопротивление эмиттерного тока к току базы

- усиливает омическое сопротивление базы

Сбэ – диф. ёмкость эмиттерного перехода

rбк – диф. сопротивление коллекторного перехода

- внутренняя крутизна транзистора (0,1-1)%

Точность ≤ 80% при f≤0.5fα

Входная цепь Выходная цепь

Сбэ = Сэ + Ск(1+kU)

kU – коэффициент усиления по напряжению Свых = Ск(1+S*rб)

 


24. Частотные свойства биполярного транзистора. Источники инерционности. Граничные и предельные частоты транзистора (fα, fβ, fт, fген, fs), соотношения между ними. Пути уменьшения инерционности.

Источники инерционности:

1) конечное время полёта носителей через базу

мксек

2) СЭП, СКП

3) накопление не основных носителей и их рассасывание идёт с конечной скоростью

, α0 – коэффициент передачи тока эмиттера на нулевой частоте …

fα – предельная частота передачи Уэ, на которой α0 уменьшается в √2 раз или в 0,707 раз, или на 3 дБ

fβ – частота, на которой β уменьшается в 0,707 раз или на 3 дБ по сравнению со значением на нулевых частотах

ft – граничная частота, на которой β>1

fα << ft < fβ

fα = m(β0+1)fβ

 

 

αн.ч. = Укэ … Пусть У`к Ук… βн.ч. = Укб… αн.ч. = У`кэ αн.ч.

…βн.ч. = Ук/У`б < βн.ч.

fs = 1/2πτ

τ – постоянный временной параметр, измеренный при коротко замкнутых входах и выходах транзистора

τ = (Сэ + Ск)(r`б// rбэ// rк)= (Сэ + Ск)()

τ0c 1.5 r`б* Ск

fmax – частота, на которой при согласованном входе и выходе (Rб=Rвх, Rн=Rвых) ku =1

Для ↑ fmax

1) ↑ fα … ↓W→rб↑ «-» … D↑

2) r`б

W↑→↓α,↓fα «-»

ρб↓→Nпр б↑→ǽ↓,α↓ «-»

Uпроб КП↓ «-»

Ск↑ «-»

3) ↓Ск

↓ρКП => ↓Рвых «-»







Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1075. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

Неисправности автосцепки, с которыми запрещается постановка вагонов в поезд. Причины саморасцепов ЗАПРЕЩАЕТСЯ: постановка в поезда и следование в них вагонов, у которых автосцепное устройство имеет хотя бы одну из следующих неисправностей: - трещину в корпусе автосцепки, излом деталей механизма...

Понятие метода в психологии. Классификация методов психологии и их характеристика Метод – это путь, способ познания, посредством которого познается предмет науки (С...

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ К лекарственным формам для инъекций относятся водные, спиртовые и масляные растворы, суспензии, эмульсии, ново­галеновые препараты, жидкие органопрепараты и жидкие экс­тракты, а также порошки и таблетки для имплантации...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия