 |
|
Входные и выходные характеристики.
Выходные характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером имеют большой наклон, что объясняется сильной зависимостью коэффициента передачи тока от напряжения UКЭ. Кроме того, в схеме с общим эмиттером сильно сказывается эффект умножения носителей заряда в коллекторном переходе. Возникающие в результате умножения электроны, проникая в базу, смещают эмиттерный переход в прямом направлении. Поэтому ток IЭ (следовательно, ток IК) при постоянном токе базы возрастает с увеличением UКЭ. Последнее обстоятельство приводит к пробою коллекторного перехода транзистора при более низких напряжениях на коллекторе 
. При больших токах базы характеристики заметно сгущаются. Начальные участки выходных характеристик транзистора в схеме с общим эмиттером сходятся в начало координат, т.к. при UКЭ = 0 разность потенциалов на коллекторном переходе практически равна нулю, а следовательно, равен нулю ток коллектора.
Взаимное расположение входных характеристик в схеме с общим эмиттером зависит от напряжения коллектора. Однако входные характеристики в схеме с общим эмиттером, снятые при больших значениях напряжения UКЭ, располагаются дальше от оси токов, чем характеристики, снятые при меньших значениях напряжения UКЭ.
По вычисленным значениям UОКЭ и IОК построим рабочую точку А на выходной характеристике, показанной на рис.7. Проведем через эту точку и точку Eп статическую нагрузочную прямую, которая пересекает ось токов в точке Ik.
Рис.7. Выходные характеристики транзистора с рабочей точкой и
нагрузочной прямой.
Вычислим ток Ik’ по формуле:
На рис.7 ток IК=22,5 (мА). После сравнения токов делаем вывод, что они совпадают.
По местоположению рабочей точки на выходных характеристиках определяем ток базы в рабочей точке. Он определяется характеристикой, на которой лежит рабочая точка.
1.Если рабочая точка А лежит непосредственно на характеристике, то справа на выходных характеристиках необходимо прочитать ток базы, соответствующий этой характеристике.
2. Если рабочая точка А лежит между характеристиками, то ток базы вычисляется методом экстраполяции. Для этого проводим примерно через рабочую точку А выходную характеристику и для неё рассчитываем ток базы: Iоб=900 (мкА).
Здесь необходимо проверить условиеIоб 
Imб, соответствующее линейному режиму работы усилительного каскада. Так как 900 мкА > 500 мкА, то условие выполняется. Для определения напряжения на базе в рабочей точке необходимо построить рабочую точку на входной характеристике транзистора.
Рис.8. Входная характеристика транзистора с рабочей точкой.
На входной характеристике по Iоб наносимрабочую точку А, покоторой определяем постоянное напряжение в рабочей точке: UОЭБ = 250 (мВ).
Рассчитаем параметры резисторов, стоящих в цепи входного делителя напряжения (схема 2):
Рис.9. Фрагмент схемы для расчета делителя напряжения.
Ток делителя, стоящего в цепи базы, определяется по формуле:
Iд=(3-5) Iоб= 
=3,6 (мА).
По второму закону Кирхгофа из рис.9 можно записать следующее выражение для напряжения UR2:
UR2 = Uобэ + URэ = Uобэ + Iок Rэ =0,25+14 
560=8,09 (B).
Найдем сопротивление R2 по закону Ома:
Найдем мощность на сопротивлении R2 по следующей формуле:
РR2=IД2R2=(3,6·10-3)2·2247=0,0285 (Вт)=285 мВт.
Выбираем резистор типа МЛТ-0,125-2,2 кОм.
Рассмотрим резистор R1. По второму закону Кирхгофа (см.рис.9):
UR1+ UR2=EП,
откуда следует, что
(IД+IОБ)R1=EП - IД R2.
Тогда:
Найдем мощность на сопротивлении R1:
РR1=IД2·R1= 
(мВт).
Используя стандартный ряд мощности, выбираем значение мощности на сопротивлении R1, равное PR1 = 0,125 Вт.
Используя стандартный ряд Е24, выбираем следующее значение сопротивления R1 = 7,2 кОм. Выбираем резистор типа МЛТ-0,125-7,2 кОм.
1.5. Определение постоянных тока и мощности,
потребляемых в режиме покоя.
Находим ток потребляемого устройства в отсутствии входного сигнала или в режиме покоя по формуле:
I0=IД+IОК+IОб=3,6+14+0,9=18,5 (мА).
Находим мощность, потребляемую транзистором в режиме покоя, по формуле:
РО=IOEП=18,5·10-3·40=0,74 (Вт)=740 (мВт).