Транзистор кт814 характеристики. Транзистор КТ814: характеристики, применение и особенности использования — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Каковы основные параметры транзистора КТ814. Как правильно применять КТ814 в электронных схемах. Какие особенности нужно учитывать при работе с КТ814. В чем преимущества и недостатки этого транзистора.

Содержание

Основные характеристики транзистора КТ814

Транзистор КТ814 относится к биполярным транзисторам большой мощности структуры p-n-p. Рассмотрим его ключевые параметры:

Максимально допустимый постоянный ток коллектора: 1,5 А
Максимально допустимый импульсный ток коллектора: 3 А
Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер:
- КТ814А — 25 В
- КТ814Б — 40 В
- КТ814В — 60 В
- КТ814Г — 80 В
Максимальная рассеиваемая мощность коллектора: 10 Вт
Статический коэффициент передачи тока: 40 (для КТ814А, Б, В), 30 (для КТ814Г)
Граничная частота коэффициента передачи тока: 3 МГц

Какие выводы можно сделать из этих характеристик? КТ814 — это мощный низкочастотный транзистор, способный работать с токами до 1,5 А и напряжениями до 80 В в зависимости от модификации. Он обладает хорошим коэффициентом усиления и может рассеивать до 10 Вт мощности.

Область применения транзистора КТ814

Благодаря своим характеристикам, транзистор КТ814 находит широкое применение в различных электронных устройствах:

Усилители низкой частоты
Импульсные схемы
Стабилизаторы напряжения
Драйверы электродвигателей
Источники питания
Преобразователи напряжения

Почему КТ814 так популярен в этих применениях? Его способность работать с большими токами и напряжениями делает его идеальным выбором для силовых каскадов и схем управления нагрузкой. При этом достаточно высокий коэффициент усиления позволяет эффективно управлять транзистором в линейном режиме.

Особенности использования КТ814 в электронных схемах

При работе с транзистором КТ814 необходимо учитывать ряд важных моментов:

Теплоотвод. При работе на больших мощностях транзистору требуется эффективный теплоотвод. Как правильно организовать охлаждение? Используйте алюминиевый радиатор площадью не менее 10-15 см² с теплопроводящей пастой.
Защита от перенапряжений. В импульсных схемах возможны броски напряжения. Как защитить транзистор? Применяйте снабберные цепи или защитные диоды параллельно переходу коллектор-эмиттер.
Режим насыщения. В ключевых схемах важно обеспечить полное открытие транзистора. Как этого добиться? Ток базы должен быть как минимум в 5-10 раз больше тока коллектора, деленного на коэффициент усиления.
Температурная стабилизация. С ростом температуры параметры транзистора меняются. Как стабилизировать режим работы? Используйте отрицательную обратную связь по току через резистор в цепи эмиттера.

Цоколевка и корпус транзистора КТ814

Транзистор КТ814 выпускается в пластиковом корпусе КТ-27 (TO-126). Как правильно определить выводы транзистора? Цоколевка КТ814 следующая (если смотреть на плоскую сторону корпуса слева направо):

Эмиттер (E)
Коллектор (C)
База (B)

Почему важно знать цоколевку? Правильное подключение выводов критично для работоспособности схемы. Ошибка может привести к выходу транзистора из строя.

Сравнение КТ814 с аналогами

Как КТ814 соотносится с другими транзисторами схожего класса? Рассмотрим его основные аналоги:

КТ814А: TIP30
КТ814Б: BD136, MJE710
КТ814В: BD138, MJE711
КТ814Г: BD140

В чем преимущества и недостатки КТ814 по сравнению с аналогами?

Преимущества:

Доступность на российском рынке
Низкая стоимость
Хорошо известные характеристики

Недостатки:

Меньший максимальный ток по сравнению с некоторыми современными аналогами

Более низкая граничная частота

Типовые схемы включения КТ814

Рассмотрим несколько базовых схем с использованием транзистора КТ814:

Эмиттерный повторитель

Эта схема используется для согласования высокоомного источника сигнала с низкоомной нагрузкой. Как она работает?

Входной сигнал подается на базу транзистора
Выходной сигнал снимается с эмиттера
Напряжение на выходе почти равно входному (немного меньше на 0.6-0.7 В)
Схема обеспечивает высокое входное и низкое выходное сопротивление

Ключевой каскад

Эта схема используется для коммутации нагрузки. Как она функционирует?

При подаче положительного напряжения на базу транзистор открывается
Через коллектор-эмиттерный переход начинает протекать ток
Нагрузка, подключенная к коллектору, активируется
При снятии управляющего сигнала транзистор закрывается и ток прекращается

Особенности монтажа КТ814

При монтаже транзистора КТ814 на печатную плату следует учитывать несколько важных моментов:

Теплоотвод. Как обеспечить эффективное охлаждение? Используйте достаточную площадь медной фольги на плате, соединенную с коллектором транзистора.
Защита от статического электричества. Как предотвратить повреждение транзистора? Используйте заземляющий браслет при монтаже и храните транзисторы в антистатической упаковке.
Пайка. Какие правила нужно соблюдать? Используйте паяльник с заземленным жалом, ограничьте время пайки 2-3 секундами для каждого вывода.
Механические нагрузки. Как защитить выводы от обламывания? Избегайте многократных изгибов выводов, используйте монтажные стойки для фиксации корпуса.

Соблюдение этих правил поможет обеспечить надежную работу транзистора в вашем устройстве.

Проверка исправности КТ814

Как убедиться, что транзистор КТ814 исправен? Вот простой алгоритм проверки с помощью мультиметра:

Установите мультиметр в режим измерения сопротивления или прозвонки диодов
Проверьте переход база-эмиттер:
- Красный щуп к базе, черный к эмиттеру — должно быть сопротивление 0.5-0.7 кОм
- При обратном подключении — бесконечное сопротивление
Проверьте переход база-коллектор аналогичным образом
Измерьте сопротивление между коллектором и эмиттером — оно должно быть очень большим в обоих направлениях

Если все измерения соответствуют описанным, транзистор с высокой вероятностью исправен. Однако для полной уверенности желательно проверить его работу в реальной схеме.

Транзистор КТ814: характеристики, аналоги и цоколевка

Технические характеристики биполярного транзистора серии КТ814 позволяют использовать их в УНЧ, ОУ, преобразователях, различных импульсных схемах. Все они имеют структуру p-n-p. Эти кремниевые устройства производят по эпитаксиально-планарной технологии и отличаются высокой мощностью.

Цоколевка

Рассматривать цоколевку КТ814 будем в пластмассовом корпусе КТ-27 (ТО-126) в котором вся серия выпускается, он имеют три гибких вывода. Ножки расположены в следующем порядке (слева направо):

эмиттер;
коллектор;
база.

Их вид, геометрические размеры и распиновка представлены на рисунке.

Технические характеристики

Производители, в своей документации, указывают предельно допустимые параметры своего изделия. Схемы при которых работает устройство, не должны их превышать. Также вредна работа при значениях близких к максимальным.

Предельные характеристики КТ814:

напряжение К-Э постоянное (I_Б = 0 А):
КТ814А – 25 В;
КТ814Б – 40 В;
КТ814В – 60 В;
КТ814Г – 80 В.
разность потенциалов Б-Э длительная – 5 В;
ток К длительный – 1,5 А;
кратковременный ток К – 3 А;
ток базы длительный – 0,5 А;
мощность (присутствует теплоотвод) – 10 Вт;
мощность (отсутствует теплоотвод) – 1 Вт;
максимальна т-ра кристалла – 298 К;
рабочая т-ра – от 233 до 373 К.

Дальше идут электрические параметры. Их тестирование производится при т-ре + 25^ОС. Другие, важные для проведения измерений, значения приведены в следующей таблице.

Параметры	Транзисторы	Режимы тестирования	min	max	Ед. изм
Граничная разность потенциалов	А	I_Э = 50 мА, t_и ≤ 300 мкс, Q ≥ 100	25		В
	Б		40		В
	В		60		В
	Г		80		В
Разность потенциалов (нас. ) К-Э		I_К = 0,5 А, I_Б = 0,05 А		0,6	В
Разность потенциалов (нас.) Б-Э		I_К = 0,5 А, I_Б = 0,05 А		1,2	В
Статический к-т усиление с ОЭ	А -В	U_КБ = 2 В, I_Э = 0,15 А		40
Статический к-т усиление с ОЭ	Г	U_КБ = 2 В, I_Э = 0,15 А		30
Граничная частота		U_КЭ = 5 В, I_Э = 0,03 А	3		МГц
Ёмкость на коллекторе		U_КЭ = 5 В, f = 465 кГц		60	пФ
Ёмкость на эмиттере		U_КЭ = 5 В, f = 465 кГц		75	пФ
Обратный ток К		U_КБ = 40 В, Т_К ≤ 298 К		50	мкА
Обратный ток К		U_КБ = 40 В, Т_К = 373 К		1000	мкА

Применение

На КТ814 можно собрать сенсорный выключатель, который будет работать от электрической сети 220 В.

С его помощью можно включать и отключать нагрузку мощностью до 60 Вт.

В качестве сенсора Е1 используется пластина из жести размером с пятирублевую монету. Если его коснуться, то наведённое переменное напряжение появится на затворе транзистора VT1 и откроет его. Появиться положительный импульс на 3 выводе микросхемы DD1, и триггер изменит своё состояние.

Когда на выходе DD1 логический 0 (низкое напряжение), транзистор VT2 будет закрыт и ток в нагрузке отсутствует. При появлении на выходе DD1 высокого напряжения транзистор открывается и переводит тиристор VS1 в открытое состояние и через него ток начинает течь через нагрузку.

Вместо стабилитрона VD1 установить: КС175А, Д808 или Д814А.
В качестве выпрямительных диодов можно VD2 – VD5 использовать: Д226В, КД258Б.
Заменить транзистор VT2 можно любым т-ром серий КТ940 и КТ630.

Аналоги

Перечислим аналоги транзисторов серии КТ814:

КТ814А: TIP30;
КТ814Б: BD136, MJE710;
КТ814В: BD138, MJE711;
КТ814Г: BD140,

Комплементарной парой для КТ814 является транзистор КТ815.

Производители

Производством КТ814 занимаются 2 российских компании. Это акционерное общество «НПП Завод Искра», которое находится в г. Ульяновске и входит в холдинг «Концерн Алмаз – Антей». А также акционерное общество «Кремний», расположенное в г. Брянск. В Белоруссии его выпускает акционерное общество «ИНТЕГРАЛ» г. Минск.

Параметры, характеристики транзистора КТ814, аналоги, цоколевка

КТ814 – биполярные транзисторы p-n-p большой мощности (Pк max > 1,5 Вт) низкой частоты (Fгр ≤ 3 МГц). Применяются в линейных и ключевых схемах, узлах и блоках радиоэлектронной аппаратуры широкого применения.

Прототип КТ814 Б — BD136
Прототип КТ814 В — BD138
Прототип КТ814 Г — BD140

Максимально допустимая температура корпуса — 100 °C
Комплиментарная пара – КТ815

пластмассовый корпус КТ-27 (ТО-126)

№1 — Эмиттер

№2 — Коллектор

№3 — База

Максимально допустимый постоянный ток коллектоpа (I_{K max}):

КТ814А, Б, В, Г — 1,5 А

Максимально допустимый импульсный ток коллектоpа (I_{K, и max}):

КТ814А, Б, В, Г — 3 А

Граничное напряжение (U_{KЭ0 гр}):

КТ814А — 25 В
КТ814Б — 40 В
КТ814В — 60 В
КТ814Г — 80 В

Максимально допустимое постоянное напряжение эмиттеp-база при токе коллектоpа, равном нулю (U_{ЭБ0 max}):

КТ814А, Б, В, Г — 5 В

Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектоpа (P_{K max}) при температуре корпуса 25° C:

КТ814А, Б, В, Г — 10 Вт

Максимально допустимая температура перехода (Т_{п max}):

КТ814А, Б, В, Г — 125° C

Статический коэффициент передачи тока (h_21Э) при постоянном напряжении коллектор-база (U_КБ) 2 В, при постоянном токе эмиттера (I_Э) 0,15 А:

КТ814А, Б, В — 40
КТ814Г — 30

Напряжение насыщения коллектор-эмиттеp (U_{КЭ нас})

КТ814А, Б, В, Г — 0,6 В

Обратный ток коллектоpа (I_КБО)

КТ814А, Б, В, Г — 0,05 мА

Граничная частота коэффициента передачи тока (f_гр)

КТ814А, Б, В, Г — 3 МГц

Емкость коллектоpного перехода (C_К)

КТ814А, Б, В, Г — 60 пф

Емкость эмиттеpного перехода (C_Э)

КТ814А, Б, В, Г — 75 пф

Тепловое сопротивление переход-корпус (R_Тп-к)

КТ814А, Б, В, Г — 10° С/Вт

Bipolar Transistor Switching Circuits

Транзистор — это полупроводниковое устройство, которое может усиливать, преобразовывать и генерировать электрические сигналы. Первый действующий биполярный транзистор был изобретен в 1947 году. Материалом для его изготовления послужил германий. А уже в 1956 году родился кремниевый транзистор.

Биполярный транзистор использует два типа носителей заряда — электроны и дырки, поэтому такие транзисторы называются биполярными. Кроме биполярных существуют униполярные (полевые) транзисторы, в которых используется только один тип носителей — электроны или дырки. В этой статье речь пойдет о биполярных транзисторах.

Долгое время транзисторы были в основном германиевыми, и имели p-n-p структуру, что объяснялось возможностями технологий того времени. Но параметры германиевых транзисторов были нестабильны, самый большой их недостаток — низкая рабочая температура — не более 60..70 градусов Цельсия. При более высоких температурах транзисторы становились неуправляемыми, а затем и вовсе выходили из строя.

Со временем кремниевые транзисторы стали вытеснять германиевые аналоги. В настоящее время они в основном кремниевые, и используются, и это неудивительно. Ведь кремниевые транзисторы и диоды (практически всех типов) сохраняют работоспособность до 150…170 градусов. Кремниевые транзисторы также являются «начинкой» всех интегральных схем.

Транзисторы по праву считаются одним из величайших открытий человечества. Придя на смену электронным лампам, они не просто заменили их, а совершили революцию в электронике, удивив и шокировав мир. Если бы не транзисторы, то многие современные устройства и устройства, такие привычные и близкие, просто не родились бы: представьте себе, например, мобильный телефон с электронными лампочками! Смотрите историю транзисторов для получения дополнительной информации. здесь.

Большинство кремниевых транзисторов имеют структуру n-p-n, что также объясняется технологией производства, хотя и существуют кремниевые транзисторы типа p-n-p, но они несколько меньше, чем структуры n-p-n. Такие транзисторы используются в составе комплементарных пар (транзисторы разной проводимости с одинаковыми электрическими параметрами). Например, КТ315 и КТ361, КТ815 и КТ814, а в выходных каскадах транзисторных УМЗЧ КТ819и КТ818. В импортных усилителях очень часто используется мощная комплиментарная пара 2SA1943 и 2SC5200.

Часто транзисторы структуры p-n-p называют транзисторами прямой проводимости, а структуры n-p-n — транзисторами обратной проводимости. Такое название почему-то почти не встречается в литературе, но в кругу радиоинженеров и радиолюбителей оно употребляется повсеместно, всем сразу понятно, о чем идет речь. На рис. 1 представлена схематическая структура транзисторов и их графические обозначения.

Рисунок 1.

Помимо различий в типе проводимости и материале, биполярные транзисторы классифицируются по мощности и рабочей частоте. Если мощность рассеяния на транзисторе не превышает 0,3 Вт, такой транзистор считается маломощным. При мощности 0,3…3 Вт транзистор называют транзистором средней мощности, а при мощности более 3 Вт — большой мощностью. Современные транзисторы способны рассеивать мощность в несколько десятков и даже сотен ватт.

Транзисторы неодинаково хорошо усиливают электрические сигналы: с увеличением частоты коэффициент усиления транзисторного каскада падает, а при определенной частоте и вовсе прекращается. Поэтому для работы в широком диапазоне частот выпускаются транзисторы с разными частотными характеристиками.

По рабочей частоте транзисторы делятся на низкочастотные, — рабочая частота не более 3 МГц, среднечастотные — 3…30 МГц, высокочастотные — свыше 30 МГц. рабочая частота превышает 300 МГц, то это транзисторы СВЧ.

Вообще в серьезных толстых справочниках более 100 различных параметров транзисторов, что тоже говорит об огромном количестве моделей. А количество современных транзисторов таково, что в полном объеме их уже нельзя разместить ни в одном справочнике. И модельный ряд постоянно растет, что позволяет решать практически все задачи, поставленные разработчиками.

Существует множество транзисторных схем (вспомните только количество хотя бы бытовой техники) для усиления и преобразования электрических сигналов, но, при всем многообразии, эти схемы состоят из отдельных каскадов, основу которых составляют транзисторы. Для достижения необходимого усиления сигнала необходимо использовать несколько последовательно соединенных каскадов усиления. Чтобы понять, как работают усилительные каскады, нужно лучше познакомиться со схемами включения транзисторов.

Один транзистор ничего не может усилить. Его усилительные свойства заключаются в том, что малые изменения входного сигнала (тока или напряжения) приводят к значительным изменениям напряжения или тока на выходе каскада за счет затрат энергии от внешнего источника. Именно это свойство широко используется в аналоговых схемах — усилителях, телевидении, радио, связи и т.д.

Для упрощения изложения здесь будем рассматривать схемы на транзисторах n-p-n структуры. Все, что будет сказано об этих транзисторах, в равной степени относится и к p-n-p транзисторам. Просто поменяйте полярность источников питания, электролитических конденсаторов и диодов, если они есть, чтобы получить рабочую схему.

Схемы включения транзисторов

Всего таких схем три: схема с общим эмиттером (ОЭ), схема с общим коллектором (ОК) и схема с общей базой (ОБ). Все эти схемы показаны на рисунке 2.

Рисунок 2

Но прежде чем перейти к рассмотрению этих схем, следует ознакомиться с тем, как работает транзистор в ключевом режиме. Это знакомство должно облегчить понимание. работа транзистора в режиме усиления. Ключевую схему в определенном смысле можно рассматривать как разновидность схемы с МА.

Работа транзистора в ключевом режиме

Перед изучением работы транзистора в режиме усиления сигнала стоит вспомнить, что транзисторы часто используются в ключевом режиме.

Этот режим работы транзистора рассматривался давно. В августовском номере журнала «Радио» за 1959 г. была опубликована статья Г. Лаврова «Полупроводниковый триод в ключевом режиме». Автор статьи предложил регулировать скорость коллекторного двигателя изменением длительности импульсов в обмотке управления (ОС). Сейчас этот метод регулирования называется ШИМ и используется довольно часто. Схема из журнала того времени показана на рис. 3.

Рисунок 3

Но ключевой режим используется не только в ШИМ-системах. Часто транзистор просто что-то включает и выключает.

В этом случае реле можно использовать как нагрузку: дали сигнал на вход — реле включилось, нет — сигнал реле выключилось. Вместо реле в ключевом режиме часто используются лампочки. Обычно это делается для индикации: свет либо включен, либо выключен. Схема такого ключевого каскада показана на рисунке 4. Ключевые каскады также используются для работы со светодиодами или оптронами.

Рисунок 4

На рисунке каскад управляется обычным контактом, хотя может быть и цифровая микросхема или микроконтроллер. Автомобильная лампочка, эта используется для подсветки приборной панели в «Жигулях». Следует отметить, что для управления используется 5В, а коммутируемое коллекторное напряжение составляет 12В.

В этом нет ничего странного, так как в этой схеме напряжения не играют никакой роли, важны только токи. Поэтому лампочка может быть хоть на 220В, если транзистор рассчитан на работу при таких напряжениях. Напряжение коллекторного источника также должно соответствовать рабочему напряжению нагрузки. С помощью таких каскадов нагрузка подключается к цифровым микросхемам или микроконтроллерам.

В этой схеме ток базы управляет током коллектора, который за счет энергии источника питания в несколько десятков и даже сотен раз (в зависимости от нагрузки коллектора) превышает ток базы. Легко видеть, что происходит усиление тока. Когда транзистор находится в ключевом режиме, для расчета каскада обычно используют величину, называемую в справочниках коэффициентом усиления по току в режиме большого сигнала — в справочниках он обозначается буквой β. Это отношение тока коллектора, определяемого нагрузкой, к минимально возможному току базы. В виде математической формулы это выглядит так: β = Iк/Iб.

Для большинства современных транзисторов коэффициент β довольно велик, как правило, от 50 и выше, поэтому при расчете ключевого каскада его можно принять всего за 10. Даже если ток базы окажется больше чем расчетный, транзистор от этого больше не откроется, то это тоже режим ключа.

Чтобы зажечь лампочку, показанную на рисунке 3, Ib = Ik / β = 100 мА / 10 = 10 мА, это не менее. При управляющем напряжении 5 В на базовом резисторе RB за вычетом падения напряжения на участке ВЕ останется 5 В — 0,6 В = 4,4 В. Сопротивление базового резистора: 4,4В/10мА = 440 Ом. Резистор сопротивлением 430 Ом выбирается из стандартного ряда. Напряжение 0,6 В — это напряжение на переходе В — Е, и его нельзя забывать при расчетах!

Для того чтобы база транзистора не «висела в воздухе» при размыкании управляющего контакта, переход В – Е обычно шунтируется резистором Rбэ, надежно закрывающим транзистор. Этот резистор не следует забывать, хотя его почему-то нет, что может привести к ложному срабатыванию каскада от помех. Собственно, об этом резисторе знали все, но почему-то забыли, и в очередной раз наступили на «грабли».

Номинал этого резистора должен быть таким, чтобы при размыкании контакта напряжение на базе не оказывалось меньше 0,6В, иначе каскад будет неуправляемым, как если бы участок В – Е просто замкнули накоротко . На практике резистор RBe устанавливается на значение примерно в десять раз больше, чем RB. Но даже при значении Rb 10К схема будет работать достаточно надежно: потенциалы базы и эмиттера будут равны, что приведет к закрытию транзистора.

Такой ключевой каскад, если он исправен, может включить лампочку в полный накал, либо совсем выключить. При этом транзистор может быть полностью открыт (состояние насыщения) или полностью закрыт (состояние отсечки). Сразу, конечно, напрашивается вывод, что между этими «пограничными» состояниями есть такое, когда лампочка светит полностью. В этом случае транзистор наполовину открыт или наполовину закрыт? Это как в задаче наполнить стакан: оптимист видит стакан наполовину полным, а пессимист считает его наполовину пустым. Такой режим работы транзистора называется усилительным или линейным.

Работа транзистора в режиме усиления сигнала

Практически вся современная электронная техника состоит из микросхем, в которых «спрятаны» транзисторы. Просто выберите режим работы операционного усилителя, чтобы получить желаемое усиление или полосу пропускания. Но, несмотря на это, часто применяются каскады на дискретных («разболтанных») транзисторах, а потому понимание работы усилительного каскада просто необходимо.

Наиболее распространенным включением транзистора по сравнению с ОК и ОБ является схема с общим эмиттером (ОЭ). Причиной такой распространенности является, прежде всего, высокий коэффициент усиления по напряжению и току. Наибольший коэффициент усиления каскада ОЭ достигается при падении половины напряжения источника питания Эпит/2 на коллекторной нагрузке. Соответственно вторая половина приходится на КЭ секцию транзистора. Это достигается настройкой каскада, о которой будет рассказано ниже. Этот режим усиления называется классом A.

При включении транзистора с ОЭ выходной сигнал на коллекторе находится в противофазе с входным. В качестве недостатков можно отметить малый входной импеданс ОЭ (не более нескольких сотен Ом), а выходной — в пределах десятков кОм.

Если в ключевом режиме транзистор характеризуется коэффициентом усиления по току в режиме большого сигнала β, то в режиме усиления используется «коэффициент усиления по току в режиме малого сигнала», обозначаемый в справочниках h31e. Это обозначение произошло от представления транзистора в виде четырехвыводного устройства. Буква «е» указывает на то, что измерения производились при включенном транзисторе с общим эмиттером.

Коэффициент h31e, как правило, несколько больше β, хотя в расчетах в первом приближении можно его использовать. Во всяком случае, разброс параметров β и h31e настолько велик даже для одного типа транзистора, что расчеты носят приблизительный характер. После таких расчетов, как правило, требуется настройка схемы.

Коэффициент усиления транзистора зависит от толщины базы, поэтому изменить его нельзя. Отсюда и большой разброс коэффициента усиления транзисторов взятых даже из одной коробки (читай одной партии). У маломощных транзисторов этот коэффициент колеблется в пределах 100. ..1000, а у мощных 5…200. Чем тоньше база, тем выше коэффициент.

Простейшая схема включения ОЭ транзистора показана на рисунке 5. Это всего лишь небольшой кусочек с рисунка 2, показанного во второй части статьи. Эта схема называется цепью с фиксированным базовым током.

Рисунок 5

Схема предельно проста. Входной сигнал поступает на базу транзистора через разделительный конденсатор С1, и, усиливаясь, снимается с коллектора транзистора через конденсатор С2. Назначение конденсаторов — защитить входные цепи от постоянной составляющей входного сигнала (вспомним только угольный или электретный микрофон) и обеспечить необходимую полосу пропускания каскада.

Резистор R2 является коллекторной нагрузкой каскада, а R1 обеспечивает постоянное смещение на базу. С помощью этого резистора пытаются сделать коллекторное напряжение Эпит/2. Это состояние называется рабочей точкой транзистора, в этом случае коэффициент усиления каскада максимален.

Ориентировочно сопротивление резистора R1 можно определить по простой формуле R1 ≈ R2*h31э/1,5. ..1,8. Коэффициент 1,5…1,8 подставляется в зависимости от напряжения питания: при низком напряжении (не более 9В), значение коэффициента не более 1,5, а начиная с 50В приближается к 1,8…2,0. Но, действительно, формула настолько приблизительна, что чаще всего приходится подбирать резистор R1, иначе не получится нужное значение Эпит/2 на коллекторе.

Коллекторный резистор R2 ставится как условие задачи, так как от его величины зависит коллекторный ток и усиление каскада в целом: чем больше сопротивление резистора R2, тем выше коэффициент усиления. Но с этим резистором нужно быть осторожным, ток коллектора должен быть меньше максимально допустимого для данного типа транзистора.

Схема очень проста, но эта простота придает ей отрицательные свойства, и за эту простоту приходится платить. Во-первых, усиление каскада зависит от конкретного экземпляра транзистора: заменил транзистор при ремонте, — снова подобрать смещение, вывести в рабочую точку.

Во-вторых, от температуры окружающей среды, — с повышением температуры увеличивается обратный ток коллектора Ico, что приводит к увеличению тока коллектора. А где же тогда половина питающего напряжения на коллекторе Эпит/2, такая же рабочая точка? В результате транзистор еще больше нагревается, после чего выходит из строя. Чтобы избавиться от этой зависимости или хотя бы минимизировать ее, в транзисторный каскад вводят дополнительные элементы отрицательной обратной связи — ООС.

На рис. 6 показана схема с фиксированным напряжением смещения.

Рисунок 6

Казалось бы, делитель напряжения Rb-k, Rb-e обеспечит требуемое начальное смещение каскада, но на самом деле такой каскад имеет все недостатки схемы фиксированного тока. Таким образом, показанная схема является лишь вариантом схемы фиксированного тока, изображенной на рисунке 5.

Схемы с термостабилизацией

Несколько лучше обстоит дело в случае применения схем, представленных на рисунке 7.

Рисунок 7

В коллекторно-стабилизированной схеме резистор смещения R1 подключен не к источнику питания, а к коллектору транзистора. При этом при повышении температуры обратный ток увеличивается, транзистор открывается сильнее, напряжение на коллекторе уменьшается. Это уменьшение приводит к уменьшению напряжения смещения, подаваемого на базу через R1. Транзистор начинает закрываться, ток коллектора снижается до допустимого значения, положение рабочей точки восстанавливается.

Очевидно, что такая мера стабилизации приводит к некоторому снижению усиления каскада, но это не имеет значения. Недостающее усиление обычно добавляют за счет увеличения числа каскадов усиления. Но такая система защиты окружающей среды позволяет значительно расширить диапазон рабочих температур каскада.

Схема каскада с эмиттерной стабилизацией несколько сложнее. Усилительные свойства таких каскадов остаются неизменными в еще более широком диапазоне температур, чем в коллекторно-стабилизированной схеме. И еще одно неоспоримое преимущество — при замене транзистора не придется заново выбирать режимы работы каскада.

Эмиттерный резистор R4, обеспечивающий стабилизацию температуры, также снижает коэффициент усиления каскада. Это для постоянного тока. Чтобы исключить влияние резистора R4 на усиление переменного тока, резистор R4 шунтирован конденсатором Се, который для переменного тока имеет незначительное сопротивление. Его значение определяется частотным диапазоном усилителя. Если эти частоты лежат в звуковом диапазоне, то емкость конденсатора может быть от единиц до десятков и даже сотен микрофарад. Для радиочастот это уже сотые или тысячные доли, но в некоторых случаях схема прекрасно работает и без этого конденсатора.

Чтобы лучше понять, как работает эмиттерная стабилизация, нужно рассмотреть схему включения транзистора с общим коллектором ОК.

Схема с общим коллектором (ОК) показана на рисунке 8. Эта схема является срезом рисунка 2, из второй части статьи, где показаны все три схемы включения транзисторов.

Рисунок 8

Каскад нагружен эмиттерным резистором R2, входной сигнал подается через конденсатор С1, а выходной снимается через конденсатор С2. Тут можно спросить, а почему эта схема называется ОК? Действительно, если вспомнить схему ОЭ, то там хорошо видно, что эмиттер подключен к общему проводу схемы, относительно которого подается входной сигнал и снимается выходной.

В схеме ОК коллектор просто подключается к источнику питания, и на первый взгляд кажется, что он не имеет никакого отношения к входному и выходному сигналу. Но на самом деле источник ЭДС (аккумулятор питания) имеет очень маленькое внутреннее сопротивление, для сигнала это практически одна точка, один и тот же контакт.

Более подробно работу схемы ОК можно увидеть на рисунке 9.

Рисунок 9

Известно, что для кремниевых транзисторов напряжение перехода bi-e находится в пределах 0,5…0,7 V, так что можно взять в среднем 0,6 В, если не ставить целью проводить расчеты с точностью до десятых долей процента. Поэтому, как видно на рисунке 9, выходное напряжение всегда будет меньше входного напряжения на величину Uб-э, а именно те самые 0,6В. В отличие от ОЭ схемы, эта схема не инвертирует входной сигнал, а просто повторяет его, и даже уменьшает на 0,6В. Эта схема также называется эмиттерным повторителем. Зачем нужна такая схема, в чем ее польза?

Цепь ОК усиливает сигнал тока в h31e раз, что свидетельствует о том, что входное сопротивление схемы в h31e раз больше, чем сопротивление эмиттерной цепи. Другими словами, не опасаясь спалить транзистор, можно подавать напряжение прямо на базу (без ограничительного резистора). Просто возьмите базовый контакт и подключите его к шине питания +U.

Высокий входной импеданс позволяет подключить источник входного сигнала с высоким импедансом (комплексный импеданс), например, пьезоэлектрический звукосниматель. Если такой звукосниматель подключить к каскаду по схеме ОЭ, то низкое входное сопротивление этого каскада просто «посадит» сигнал звукоснимателя — «радио не заиграет».

Отличительной особенностью схемы ОК является то, что ее коллекторный ток Iк зависит только от сопротивления нагрузки и напряжения источника входного сигнала. При этом параметры транзистора вообще не играют никакой роли. Про такие схемы говорят, что они охвачены стопроцентной обратной связью по напряжению.

Как показано на рисунке 9, ток в эмиттерной нагрузке (он же эмиттерный ток) In = Ik + Ib. Учитывая, что ток базы Ib пренебрежимо мал по сравнению с током коллектора Ik, можно считать, что ток нагрузки равен току коллектора Iн = Iк. Ток в нагрузке составит (Uвх — Uбэ)/Rн. При этом будем считать, что Ube известно и всегда равно 0,6В.

Отсюда следует, что ток коллектора Iк = (Uвх — Uбэ)/Rн зависит только от входного напряжения и сопротивления нагрузки. Сопротивление нагрузки можно менять в широких пределах, однако особо усердствовать не нужно. Ведь если вместо Rн поставить гвоздь — сотый, то ни один транзистор не выдержит!

Схема OK позволяет довольно легко измерить статический коэффициент передачи тока h31e. Как это сделать, показано на рисунке 10.

Рисунок 10

Сначала измерьте ток нагрузки, как показано на рисунке 10a. При этом базу транзистора никуда подключать не нужно, как показано на рисунке. После этого измеряется базовый ток в соответствии с рисунком 10б. Измерения следует в обоих случаях проводить в одних и тех же величинах: либо в амперах, либо в миллиамперах. Напряжение источника питания и нагрузка должны оставаться неизменными в обоих измерениях. Чтобы узнать статический коэффициент передачи тока, достаточно ток нагрузки разделить на ток базы: h31e ≈ In/IB.

Следует отметить, что при увеличении тока нагрузки h31e несколько уменьшается, а при увеличении напряжения питания увеличивается. Эмиттерные повторители часто строят по двухтактной схеме с использованием комплементарных пар транзисторов, что позволяет увеличить выходную мощность устройства. Такой эмиттерный повторитель показан на рисунке 11.

Рисунок 11.

Рисунок 12.

Включение транзисторов по схеме с общей базой ОВ

Такая схема обеспечивает только усиление по напряжению, но имеет лучшие частотные характеристики по сравнению со схемой ОЭ: те же транзисторы могут работать на более высоких частотах. Основное применение схемы OB — антенные усилители УВЧ. Схема антенного усилителя показана на рисунке 12.

Continental Fan Manufacturing Inc.

Условия использования веб-сайта

1. Условия

настоящими Условиями использования веб-сайта, всеми применимыми законами и правилами, и соглашаетесь с тем, что вы несете ответственность за соблюдение любых применимых местных законов. Если вы не согласны с каким-либо из этих условий, вам запрещено использовать или получать доступ к этому сайту. Материалы, содержащиеся на этом веб-сайте, защищены действующим законодательством об авторских правах и товарных знаках.

2. Лицензия на использование

Разрешено временно загружать материалы (информацию или программное обеспечение) с веб-сайта Continental Fan. Это предоставление лицензии, а не передача права собственности, и по этой лицензии вы не можете:

Изменять материалы;
Попытка декомпилировать или реконструировать любое программное обеспечение, содержащееся на веб-сайте Continental Fan;
«Отзеркалить» материалы на любом другом сервере.

3. Отказ от ответственности

Материалы на веб-сайте Continental Fan предоставляются «как есть». Continental Fan не дает никаких явных или подразумеваемых гарантий и настоящим отказывается от всех других гарантий, включая, помимо прочего, подразумеваемые гарантии или условия товарного состояния, пригодности для определенной цели, ненарушения прав интеллектуальной собственности или других нарушений прав. Кроме того, Continental Fan не гарантирует и не делает никаких заявлений относительно точности, вероятных результатов или надежности использования материалов на своем веб-сайте или иным образом связанных с такими материалами или на любых сайтах, связанных с этим сайтом.

4. Ограничения

Ни при каких обстоятельствах компания Continental Fan или ее поставщики не несут ответственности за какой-либо ущерб (включая, помимо прочего, ущерб в связи с потерей данных или прибыли или из-за перерыва в работе), возникающий в результате использования или невозможность использования материалов на веб-сайте Continental Fan, даже если Continental Fan или уполномоченный представитель Continental Fan был уведомлен устно или письменно о возможности такого ущерба. Поскольку в некоторых юрисдикциях не допускается ограничение подразумеваемых гарантий или ограничение ответственности за косвенные или случайные убытки, эти ограничения могут на вас не распространяться.

5. Изменения и исправления

Материалы, размещенные на веб-сайте Continental Fan, могут содержать технические, типографские или фотографические ошибки. Continental Fan не гарантирует, что какие-либо материалы на ее веб-сайте являются точными, полными или актуальными. Continental Fan может вносить изменения в материалы, содержащиеся на своем веб-сайте, в любое время без предварительного уведомления. Однако Continental Fan не берет на себя никаких обязательств по обновлению материалов.

6. Ссылки

Continental Fan не просматривал все сайты, на которые есть ссылки на его веб-сайт, и не несет ответственности за содержание таких сайтов. Включение любой ссылки не означает одобрения Континентальным Поклонником сайта. Пользователь использует любой такой связанный веб-сайт на свой страх и риск.

7. Изменения условий использования сайта

Continental Fan может пересмотреть настоящие условия использования своего веб-сайта в любое время без предварительного уведомления. Используя этот веб-сайт, вы соглашаетесь соблюдать текущую версию настоящих Условий использования.

8. Применимое законодательство

Любая претензия, касающаяся веб-сайта Continental Fan, регулируется и толкуется в соответствии с действующим законодательством Онтарио и законодательством Канады. Любые и все споры, возникающие в связи с настоящими Условиями использования, будь то толкование, исполнение или иное, подлежат исключительной юрисдикции судов провинции Онтарио, и каждая из сторон настоящим безоговорочно передает юрисдикцию суды такой провинции.

Политика конфиденциальности

Это уведомление о конфиденциальности раскрывает правила конфиденциальности для select.cfmfans.com. Это уведомление о конфиденциальности относится исключительно к информации, собираемой этим веб-сайтом. Он уведомит вас о следующем:

Какая личная информация собирается от вас через веб-сайт, как она используется и кому она может быть передана.
Какие варианты доступны вам в отношении использования ваших данных.
Действующие процедуры безопасности для защиты от неправомерного использования вашей информации.
Как можно исправить неточности в информации.

1. Сбор, использование и распространение информации

Мы являемся единственными владельцами информации, собранной на этом сайте. Мы имеем доступ или собираем только ту информацию, которую вы добровольно предоставляете нам по электронной почте или через другой прямой контакт с вами. Мы никому не будем продавать или сдавать в аренду эту информацию.

Мы будем использовать вашу информацию, чтобы ответить вам по поводу причины, по которой вы связались с нами. Мы не будем передавать вашу информацию какой-либо третьей стороне за пределами нашей организации, за исключением случаев, когда это необходимо для выполнения вашего запроса, например. отправить заказ.

Если вы не попросите нас не делать этого, мы можем связаться с вами по электронной почте в будущем, чтобы сообщить вам о специальных предложениях, новых продуктах или услугах или об изменениях в этой политике конфиденциальности.

2. Ваш доступ к информации и контроль над ней

В любое время, связавшись с нами по адресу электронной почты или номеру телефона, указанному на нашем веб-сайте, вы можете:

Отказаться от любых контактов с нами в будущем .
Изучите, какие данные о вас могут быть у нас, если таковые имеются.
Изменить/исправить/удалить данные.
Выразите любую озабоченность по поводу использования нами ваших данных.

3. Безопасность

Мы принимаем меры предосторожности для защиты вашей информации. Когда вы отправляете конфиденциальную информацию через наш веб-сайт, ваша информация защищена как онлайн, так и офлайн.

Хотя мы защищаем конфиденциальную информацию, передаваемую в Интернете, мы также защищаем вашу информацию в автономном режиме. Только сотрудники, которым эта информация нужна для выполнения определенной работы (например, для выставления счетов или обслуживания клиентов), имеют доступ к информации, позволяющей установить личность. Компьютеры/серверы, на которых мы храним личную информацию, хранятся в безопасной среде.

4. Регистрация

Чтобы использовать этот веб-сайт, вы должны заполнить регистрационную форму и предоставить определенную информацию. Эта информация используется для связи с вами по поводу продуктов/услуг на нашем сайте, к которым вы проявили интерес.

5. Заказы

Мы запрашиваем у вас информацию в нашей форме заказа. Чтобы купить у нас, вы должны предоставить заказ на покупку, который подлежит принятию. Пожалуйста, ознакомьтесь с Условиями продажи Continental Fan.

6. Файлы cookie

На этом сайте мы используем файлы cookie. Файл cookie — это часть данных, хранящихся на жестком диске посетителя сайта, чтобы помочь нам улучшить их доступ к нашему сайту и идентифицировать повторных посетителей нашего сайта. Файлы cookie также могут позволить нам отслеживать и нацеливать интересы наших пользователей, чтобы улучшить взаимодействие с нашим сайтом.