Главная | Обратная связь

Основні режими роботи біполярноготранзистора

Незалежно від схеми вмикання біполярного транзистора він може працювати у трьох основних режимах, що визначаються полярністю напруги на емітерному U_E та колекторному U_K переходах:

1) режим відсічки (U_E< 0, U_K< 0);

2) активний режим Ф_Е> 0, U_K< 0);

3) режим насичення Ф_Е> 0, U_K> 0).

ПІВПРОВІДНИКОВІ ПРИЛАДИ ТА IX СТИСЛА ХАРАКТЕРИСТИКА

 

Урежимі насичення, який настає при великому відпірному вхідно­му сигналі, колекторний та емітерний переходи зміщені у прямому напрямку, транзистор повністю увімкнений і його струм /_mp = Uj IR_H, тобто залежить тільки від опору навантаження R_H та зовнішньої напруги Цз (вихідний опір транзистора знижується до дуже малої величини).

У режимі відсічки, який настає з поданням до вхідного кола транзис­тора сигналу, що забезпечує повне запирання приладу, обидва перехо­ди зміщені у зворотному напрямі (закритий стан транзистора). При цьому у вихідному колі протікає струм, що є зворотним струмом емі-терного та колекторного переходів, а опір транзистора високий.

Активний режим є проміжним. В ньому емітерний перехід зміщений упрямому напрямку, а колекторний - у зворотньому.

Транзистор у цьому режимі працює як підсилювач сигналу: пропор­ційним змінам вхідного сигналу тут відповідають пропорційні зміни ви­хідного.

Режим роботи, у якому транзистор тривалий час знаходиться в режи­мах відтинання або насичення, називається ключовим режимом.

Розглянемо наведені вище режими роботи транзистора на прикладі його вмикання за схемою з СЕ, зображеною нарис.2.20.Тут:

БЕ

U_K-U

(2,19)

(2.20)

'.« = U_KE = E_K-I_KR_K. (2.21)

Рис. 2.20 - Схема вмикання транзистора з СЕ

Де Rp R_K - базове та колекторне на­вантаження, U_K£ - напруга між колек-*opOM та емітером, Е_к - напруга джерела живлення.

Рівняння (2.21) характеризує зв'язок вихідної напруги з вхідним стру-[ і називається динамічною вихідною характеристикою транзисто-l або лінією навантаження.

зона насичення

активний режим ІБЗ

На сім'ї вихідних статичних характеристик побудуємо лінію навантаження, як показано на рис. 2.21. Для цього розглянемо режими холостого ходу (X.X.) та короткого замикання (K.3.).

Для режиму X.X.:

якщо l_K= 0, то U_KE = Е_к .

Для режиму K.3.:

f якщо и.,ґ = 0, то /,.= ^- . КЕ A p ^K

Е_к U_KE зона відтинання

Рис. 2.21 - Вихіднадинамічна характеристика транзистора

 

Точки перетину лінії навантаження з будь-якою BAX називаються робочими точками і відповідають певним значенням вихідного струму та вихідної напруги. Якщо, наприклад, І_£= І_т, то цьому відповідає точ­ка P, для якої и_вш = U_nK, I_m = І_ок .

Коли робоча точка лежить у межах відрізка аб, транзистор працює в активному (підсилювальному) режимі, де змінам вхідного сигналу відповідають пропорційні зміни вихідного.

Якщо робочу точку намагатися задати нижче точки б, транзистор переходить до режиму відтинанння, якому відповідає власне точка б (транзистор тут відтинає протікання струму у силовому колі).

Якщо ж робочу точку задавати вище точки a ~ транзистор знахо­диться в режимі насичення, якому і відповідає точка а.

Взагалі режимом насичення називають такий режим, коли подаль­шому збільшенню вхідної дії не відповідає збільшення вихідної реакції, що досягла деякого значення.

У режимі насичення через транзистор протікає струм

(2.22)

Ікн —

ПІВПРОВІДНИКОВІ ПРИЛАДИ ТА IX СТИСЛА ХАРАКТЕРИСТИКА

 

Для того щоб транзистор увійшов до режиму насичення, необхідно

забезпечити струм бази не менший за І_БН =------ .

 

P Ступінь насичення характеризується коефіцієнтом насичення

AO

ПІВПРОВІДНИКОВІ ПРИЛАДИ ТА IX СТИСЛА ХАРАКТЕРИСТИКА

 

(2.23)

S - -— (S>l, тому що тут L>I_KH).

Вактивному режимі S< 1.

До основних параметрів біполярних транзисторів належать:

- максимально допустимий струм колектора /_А„ що становить (0,01-100)A;

-допустима робоча напруга U_KE, що становить (20-1000) В;

-коефіцієнт передачі по струмуД=20+50;

-допустима потужність на колекторі Р_к(якщо Р_к< 0,3 Вт, то маємо транзистор малої потужності, якщо Р_к= 0,3+1,5 Вт - середньої потуж-яості, якщо Ptf>l,5 Вт - великої потужності).