Входная характеристика транзистора. Характеристики биполярных транзисторов: входная, выходная и передаточная

Что такое входная характеристика транзистора. Как выглядит выходная характеристика биполярного транзистора. Что показывает передаточная характеристика транзистора. Какие параметры можно определить по характеристикам транзистора.

Что такое биполярный транзистор и его основные характеристики

Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор с тремя выводами (эмиттер, база, коллектор), который может усиливать и переключать электрические сигналы. Основные характеристики биполярного транзистора:

• Входная характеристика
• Выходная характеристика
• Передаточная характеристика

Эти характеристики описывают зависимости между токами и напряжениями на выводах транзистора в различных режимах работы. Рассмотрим каждую из них подробнее.

Входная характеристика биполярного транзистора

Входная характеристика транзистора показывает зависимость входного тока от входного напряжения при фиксированном выходном напряжении. Для схемы с общим эмиттером это зависимость тока базы I_Б от напряжения база-эмиттер U

БЭ при постоянном напряжении коллектор-эмиттер U_КЭ.

Как выглядит входная характеристика транзистора?

• Имеет вид экспоненциальной кривой
• При малых U_БЭ ток базы близок к нулю
• При U_БЭ > 0.6-0.7 В ток базы начинает резко возрастать
• Слабо зависит от напряжения U_КЭ

По входной характеристике можно определить входное сопротивление транзистора и напряжение открывания перехода база-эмиттер.

Выходная характеристика биполярного транзистора

Выходная характеристика транзистора показывает зависимость выходного тока от выходного напряжения при фиксированном входном токе. Для схемы с общим эмиттером это зависимость тока коллектора I_К от напряжения коллектор-эмиттер U_КЭ при постоянном токе базы I_Б.

Какие особенности имеет выходная характеристика?

• Состоит из нескольких кривых для разных значений I_Б
• Имеет три области: отсечки, активную и насыщения
• В активной области ток I_К слабо зависит от U_КЭ
• В области насыщения I_К резко возрастает

Выходная характеристика позволяет определить коэффициент усиления транзистора по току, выходное сопротивление, напряжение насыщения.

Передаточная характеристика биполярного транзистора

Передаточная характеристика показывает зависимость выходного тока от входного тока при фиксированном выходном напряжении. Для схемы с общим эмиттером это зависимость тока коллектора I_К от тока базы I_Б при постоянном напряжении U_КЭ.

Что можно узнать из передаточной характеристики транзистора?

• Имеет вид прямой линии в активном режиме
• Позволяет определить коэффициент усиления по току h_21Э
• Показывает зависимость I_К от I_Б при разных U_КЭ
• Отображает нелинейность при малых и больших токах базы

Передаточная характеристика наглядно демонстрирует управляющие свойства транзистора и позволяет рассчитать его усилительные параметры.

Параметры транзистора, определяемые по характеристикам

Характеристики биполярного транзистора позволяют определить его основные параметры:

• Коэффициент усиления по току h_21Э
• Входное сопротивление h_11Э
• Выходное сопротивление h_22Э
• Коэффициент обратной связи h_12Э
• Напряжение насыщения U_КЭнас
• Граничная частота f_T

Эти параметры необходимы для расчета транзисторных схем и выбора режимов работы транзистора. Они определяются графически по характеристикам или рассчитываются аналитически.

Зависимость характеристик транзистора от температуры

Характеристики биполярного транзистора существенно зависят от температуры. С ростом температуры происходят следующие изменения:

• Увеличивается обратный ток коллекторного перехода I_КБО
• Уменьшается напряжение база-эмиттер U_БЭ
• Возрастает коэффициент усиления по току h_21Э
• Смещается входная характеристика влево
• Увеличивается ток коллектора в области насыщения

Температурная зависимость параметров транзистора учитывается при проектировании схем для обеспечения их стабильной работы в широком диапазоне температур.

Особенности характеристик мощных транзисторов

Характеристики мощных биполярных транзисторов имеют ряд особенностей по сравнению с маломощными приборами:

• Более высокие рабочие токи и напряжения
• Меньший коэффициент усиления по току
• Большая нелинейность характеристик
• Сильнее выражен эффект модуляции базы
• Более резкий загиб характеристик в области насыщения

Эти особенности связаны с большой площадью кристалла и высоким уровнем легирования областей мощных транзисторов. Их необходимо учитывать при расчете силовых каскадов.

Методы измерения характеристик транзисторов

Для измерения характеристик биполярных транзисторов применяются следующие методы:

• Статический метод с помощью источников питания и измерительных приборов
• Динамический метод с использованием характериографов
• Импульсный метод для исключения саморазогрева транзистора
• Автоматизированные измерения на специальных тестерах

Современные методы позволяют быстро и точно измерять характеристики транзисторов в широком диапазоне токов и напряжений. Это важно для контроля параметров и отбраковки приборов на производстве.

Входные и выходные характеристики биполярных транзисторов

В общем случае транзистор представляет собой активный (способный преобразовывать энергию источника сигнала) нелинейный четырехполюсник (рис. 3.33,а). Его можно описать семействами характеристик — нелинейными функциями двух переменных.

(3.45)

В зависимости от схемы включения транзистора величинам i₁, i₂, u₁, u₂ соответствуют те или иные реальные токи и напряжения.

Функциональные зависимости между входящими в (3.45) параметрами называются статическими характеристиками транзистора, Чтобы установить функциональные связи между указанными величинами, необходимо две из них взять в качестве независимых переменных, а две оставшиеся выразить в виде функций этих независимых переменных. Как правило, применительно к биполярному транзистору в качестве независимых переменных выбирают входной ток и выходное напряжение. В этом случае входное напряжение и выходной ток выражаются следующим образом:

На практике удобнее использовать функции одной переменой. Для перехода к таким функциям необходимо вторую переменную, называемую в этом случае параметром характеристики, поддерживать постоянной. В результате получаются четыре типа характеристик транзистора:

входная характеристика:

;

характеристика обратной передачи ( связи) по напряжению:

; (3.32)

характеристика (прямой) передачи тока, называемая также управляющей или передаточной характеристикой:

; (3.33)

выходная характеристика:

. (3.34)

Статические характеристики транзистора могут задаваться соответствующими аналитическим выражениями, а могут быть представлены графически. Несколько характеристик одного типа, полученные при различных значениях параметра, образуют семейство характеристик. Семейства входных и выходных характеристик транзистора считаются основными и приводятся в справочниках, с их помощью легко могут быть получены два других семейства характеристик.

В различных схемах включения транзистора в качестве входных и выходных токов и напряжений выступают токи, протекающие в цепях различных электродов, и напряжения, приложенные между различными электродами. Поэтому конкретный вид статических характеристик зависит от схемы включения транзистора. Рассмотрим статические характеристики транзистора в наиболее распространенных схемах ОБ и ОЭ.

В схеме с ОБ (см. рис. 3.3,а) входным током является ток эмиттера i_Э, а выходным — ток коллектора i_К, соответственно, входным напряжением является напряжение u_ЭБ, а выходным — напряжение u_КБ.

Входная характеристика в схеме ОБ представляет собой зависимость

.

Однако, реально в справочниках приводится обратная зависимость

.

Семейство входных характеристик кремниевого n-p-n-транзистора приведено на рис. 3.20. Реально существует зависимость входного тока от напряжения и_КБ и связана она с эффектом Эрли. Как показано в п. 3.3, при увеличении обратного напряжения u_КБ. сужается база транзистора , в результате чего несколько увеличивается ток эмиттера i_Э. Увеличение тока i_Э с ростом u_КБ. отражается небольшим смещением входной характеристики в сторону меньших напряжений  u_ЭБ.  — см. рис. 3.20. Режиму отсечки формально соответствует обратное напряжение u

ЭБ.<0 , хотя реально эмиттерный переход остается закрытым ( i_Э  0) и при прямых напряжениях  u_ЭБ меньших порогового напряжения.

Выходная характеристика транзистора в схеме ОБ представляет собой зависимость

.

Семейство выходных характеристик n-p-n-транзистора приведена на рис. 3.21. Выражение для идеализированной выходной характеристики в активном режиме имеет вид: i_К = · i_Э+ I_КБ0. (3.36)

В соответствие с этим выражением ток коллектора определяется только током эмиттера и не зависит от напряжения u_КЭ. Реально (см. рис. 3.21) имеет место очень небольшой рост i_К при увеличении обратного напряжения

u_КБ, связанный с эффектом Эрли. В активном режиме характеристики практически эквидистантны (расположены на одинаковом расстоянии друг от друга), лишь при очень больших токах эмиттера из-за уменьшения коэффициента передачи тока эмиттера  эта эквидистантность нарушается, и характеристики несколько приближаются друг к другу. При i_Э= 0 в цепи коллектора протекает тепловой ток ( i_К= I_КБ0). В режиме насыщения на коллекторный переход подается прямое напряжение u_КБ, большее порогового значения, открывающее коллекторный переход. В структуре транзистора появляется инверсный сквозной поток электронов, движущийся из коллектора в эмиттер навстречу нормальному сквозному потоку, движущемуся из эмиттера в коллектор. Инверсный поток очень резко увеличивается с ростом  u_КБ. , в результате чего коллекторный ток уменьшается и очень быстро спадает до нуля — см. рис. 3.21.

Промышленная электроника

Промышленная электроника

Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е. Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов/Под ред. В. А. Лабунцова. — М.: Энергоатом-издат, 1988, — 320 с. Рассмотрены принцип действия, характеристики и параметры полупроводниковых приборов, транзисторных усилителей, импульсных, логических и цифровых устройств, основанных на применении интегральных микросхем. Рассмотрены принцип действия, расчет, характеристики и параметры зависимых вентильных преобразователей, их влияние на питающую сеть, способы построения систем управления. Дан обзор автономных вентильных преобразователей. Для студентов энергетических и электромеханических специальностей вузов. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава первая. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ 1.1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ 1.2. ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОМ ПЕРЕХОДЕ 1.3. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ 1.4. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 1.5. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 1.6. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 1.7. ТИРИСТОРЫ 1.8. ПАРАМЕТРЫ И РАЗНОВИДНОСТИ ТИРИСТОРОВ 1.9. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ 1.10. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава вторая. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 2.1. ПЕРЕДАТОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА 2. 2. РЕЖИМ ПОКОЯ В КАСКАДЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ 2.3. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ. СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА ПОКОЯ 2.4. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАСКАДА С ОЭ 2.5. ВИДЫ СВЯЗЕЙ И ДРЕЙФ НУЛЯ В УСИЛИТЕЛЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2.6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КАСКАД 2.7. КАСКАД С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ 2.8. КАСКАД С ОБЩИМ ИСТОКОМ 2.9. ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ 2.10. НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 2.11. ИНВЕРТИРУЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 2.12. ОПЕРАЦИОННЫЕ СХЕМЫ 2.13. КОМПЕНСАЦИЯ ВХОДНЫХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ НУЛЯ 2.14. ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА И САМОВОЗБУЖДЕНИЕ УСИЛИТЕЛЕЙ 2.15. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 2.16. УСИЛИТЕЛИ С ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ 2.17. КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава третья. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА 3.1. ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ВИДЕ ИМПУЛЬСОВ 3.2. КЛЮЧЕВОЙ РЕЖИМ ТРАНЗИСТОРА 3.3. НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ. КОМПАРАТОРЫ 3.4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ RС-ЦЕПЕЙ 3.3. МУЛЬТИВИБРАТОР НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ 3.6. ОДНОВИБРАТОР НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ 3.7. ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ НАПРЯЖЕНИЙ 3.8. МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава четвертая. ЛОГИЧЕСКИЕ И ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА 4.1. ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ 4.2. ТИПЫ ЛОГИЧЕСКИХ МИКРОСХЕМ 4.3. АЛГЕБРА ЛОГИКИ 4.4. КОМБИНАЦИОННЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА 4.5. МИНИМИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ 4.6. КОМБИНАЦИОННЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ 4.7. АСИНХРОННЫЙ RS-ТРИГГЕР 4.8. СИНХРОННЫЕ ТРИГГЕРЫ 4.9. СЧЕТЧИКИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ 4.10. РЕГИСТРЫ 4.11. ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 4.12. МИКРОПРОЦЕССОРЫ 4.13. СИСТЕМА КОМАНД МИКРОПРОЦЕССОРА 4.14. ИНДИКАТОРНЫЕ ПРИБОРЫ И УЗЛЫ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава пятая. МАЛОМОЩНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА 5. 1. СТРУКТУРА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ 5.2. ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ С АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ 5.3. ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ С АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ 5.4. ФИЛЬТРЫ МАЛОМОЩНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 5.5. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И РАСЧЕТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ С ЕМКОСТНЫМ ФИЛЬТРОМ 5.6. ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАЛОМОЩНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 5.7. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 5.8. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ С МНОГОКРАТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава шестая. ВЕДОМЫЕ СЕТЬЮ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СРЕДНЕЙ И БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ 6.1. ПРИМЕНЕНИЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 6.2. ОДНОФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6.3. ОДНОФАЗНЫЙ ВЕДОМЫЙ СЕТЬЮ ИНВЕРТОР 6.4. ТРЕХФАЗНЫЙ НУЛЕВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6.5. ТРЁХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6.6. СОСТАВНЫЕ МНОГОФАЗНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ 6.7. РЕВЕРСИВНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ И НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ 6.8. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава седьмая. ВЛИЯНИЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ПИТАЮЩУЮ СЕТЬ 7.1. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 7.2. ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ МОЩНОСТИ 7.3. ИСТОЧНИКИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава восьмая. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ 8.1. ФУНКЦИИ И СТРУКТУРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЙ 8.2. ФАЗОСМЕЩАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ФСУ) 8.3. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 8.4. ОДНОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава девятая. АВТОНОМНЫЕ ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 9.1. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 9.2. УЗЛЫ КОММУТАЦИИ ОДНООПЕРАЦИОННЫХ ТИРИСТОРОВ 9.3. ИНВЕРТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 9.4. ИНВЕРТОРЫ ТОКА 9.5. РЕЗОНАНСНЫЕ ИНВЕРТОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Характеристики транзистора — входная, выходная и токовая передаточная характеристика

Транзистор — это тип полупроводникового устройства; который имеет множество функций, таких как переключение, усиление, обнаружение, модуляция сигнала и многое другое. Почти во всей современной электронике транзисторы являются наиболее важными активными компонентами. В результате многие люди считают транзистор одним из самых важных нововведений двадцатого века. В этой статье вы узнаете о транзисторе, его характеристиках входа, выхода и передачи тока. Итак, без лишних слов, давайте начнем с понимания транзистора.

 

Что такое транзистор?

Транзистор — это электрическое устройство, которое регулирует поток электрического тока и напряжения. Он действует как переключатель или ворота электрических сигналов. Транзистор обычно состоит из трех слоев полупроводниковых компонентов, по которым течет ток. Большинство транзисторов состоят из чистого кремния, некоторые сделаны из германия, однако иногда используются и другие полупроводниковые материалы.

 

Транзисторы могут использоваться для широкого спектра цифровых и аналоговых функций, включая усилители, переключатели, стабилизаторы напряжения, модуляцию сигналов и генераторы, благодаря их высокой частоте отклика и точности. Транзисторы могут быть упакованы по отдельности или в небольшом пространстве, что позволяет интегрировать до 100 миллионов транзисторных интегральных схем.

 

Части транзистора

Транзистор состоит из трех слоев полупроводниковых материалов или клемм, которые помогают соединить транзистор с внешней цепью и проводить ток. Ток, подаваемый через одну пару клемм Транзистора, контролируется током, подаваемым на любую другую пару клемм Транзистора. Для транзистора есть три клеммы. Они следующие:

1. База: База используется для активации Транзистора.

2. Коллектор: Положительный вывод транзистора называется коллектором.

3. Эмиттер: Эмиттер транзистора является отрицательным выводом.

Характеристики транзистора

Характеристики транзистора — это основа, которая представляет взаимосвязь между электрическим током и электрическим напряжением в цепи. Существует три типа кривых характеристик транзистора, основанных на конфигурации схемы.

1. Входная характеристика. Входные характеристики описывают любые изменения, происходящие во входном токе из-за изменения входного напряжения при сохранении постоянного выходного напряжения.

2. Выходная характеристика — это график выходного тока по одной оси и выходного напряжения по другой при постоянном входном токе.

3. Характеристика передачи тока — это характеристическая кривая, которая указывает на колебания выходного тока относительно входного тока. Здесь выходное напряжение поддерживается постоянным.

Конфигурация транзистора

Любой тип транзисторной схемы может быть разработан с использованием трех вышеупомянутых характеристик транзистора. Конфигурация транзисторов основана на выводах транзисторов. Существует три типа конфигурации схемы транзистора:

• Транзистор с общим эмиттером

• Транзистор с общей базой

• Транзистор с общим коллектором (эмиттерный повторитель).

Каждая конфигурация контура имеет свою характеристическую кривую. Исходя из требований схемы, конфигурация транзистора выбирается соответствующим образом.

 

При выборе правильного транзистора для схемы необходимо учитывать несколько факторов. Это максимальное номинальное напряжение между эмиттером и коллектором (UCEmax), максимальная мощность для построения цепи и максимальный ток коллектора (ICEmax). Электрическая цепь не должна превышать эти максимальные значения для правильной работы. Превышение этого значения может привести к необратимому повреждению цепи. Также важно поддерживать правильное усиление тока и частоту.

 

Конфигурация с общим эмиттером

В такой конфигурации эмиттер используется как общий терминал как для входа, так и для выхода. Он работает как схема инвертирующего усилителя. Здесь вход подается в области базового эмиттера, а выход получается между клеммами коллектора и эмиттера.

В данном случае

VBE — входное напряжение,

IB — входной ток,

VCE — выходное напряжение и

IC — выходной ток.

 

Конфигурация с общим эмиттером обычно основана на транзисторных усилителях. При этом условии ток эмиттера эквивалентен сумме тока базы и тока коллектора.

Следовательно,

IE  = IC + IB

 

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

 

Это уравнение представляет собой уравнение транзистора для конфигурации CE. Отношение тока коллектора к току эмиттера дает коэффициент усиления по току в конфигурации с общей базой. Точно так же отношение тока коллектора к току базы дает бета-коэффициент усиления тока в конфигурации с общим эмиттером.

 

Соотношение между двумя коэффициентами усиления по току:

Коэффициент усиления по току (α) = IC/IE

Коэффициент усиления по току (β) = IC/IB из трех схемных конфигураций. Он имеет средние входные и выходные значения импеданса. Он также имеет средний коэффициент усиления по току и напряжению. Выходной сигнал этой конфигурации имеет фазовый сдвиг 180⁰, поэтому вход и выход обратно пропорциональны друг другу.

 

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

Входные и выходные характеристики конфигурации с общим эмиттером

1. Входные характеристики транзистора

Вход характеристика Транзистора получается между Current IB Входа и Входное напряжение VB за счет постоянного выходного напряжения VCE. Поддерживая постоянное выходное напряжение VCE и изменяя входное напряжение VBE различных точек, мы можем исследовать значения входного тока каждой из точек. Теперь, используя значения, полученные из разных точек, строится график путем нанесения значений IB и VBE при постоянном VCE.

Rin = VBE/IB (при постоянном VCE)

Это уравнение необходимо для расчета входного сопротивления Rin.

 

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

 

2. Характеристики выхода

постоянный входной ток IB. Сохраняя постоянный ток базы IB и изменяя значение выходного напряжения VCE в разных точках, мы можем рассчитать значение коллектора IC для каждой точки. Теперь, если мы построим график между IC и VCE, мы получим выходные характеристики конфигурации с общим эмиттером.

Rout = VCE/IC (при постоянном IB)

Это уравнение для расчета выходного сопротивления.

 

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

 

Выходные характеристики можно разделить на три области:

• Активная область транзистора

• 9 0022 Область насыщения транзистора

• Отсечка вне области транзистора

 

Активная область транзистора

Активная область транзистора — это область на выходной кривой, где выходной ток почти постоянен и не зависит от выходного напряжения. Транзистор работает в активной области, если базовое сопротивление больше максимально допустимого значения. Транзистор можно использовать в качестве усилителя только в том случае, если он находится в активной области. Кроме того, эмиттерный переход должен находиться в прямом смещении, а коллекторный — в обратном смещении для работы в активной области.

Область насыщения транзистора

Область насыщения транзистора — это область, в которой ток коллектора быстро увеличивается при небольшом увеличении выходного напряжения. Сопротивление базы должно быть меньше максимально допустимого значения, чтобы транзистор работал в области насыщения. И эмиттерный, и коллекторный переходы должны находиться в прямом смещении для работы в области насыщения. Транзистор работает как ступень включения переключателя в зоне насыщения.

Зона отсечки транзистора

Базовый ток фактически равен нулю в области отсечки. В результате даже при более высоком выходном напряжении ток коллектора становится равным нулю. Для работы транзистора в области отсечки эмиттерный и коллекторный переходы должны быть смещены в обратном направлении. Транзистор работает как ступень OFF переключателя в области отсечки.

Кривые – анализ измерительного прибора

Дополнительные темы о транзисторах:

Основы транзисторов Работа транзистора   Конфигурация транзистора   Схема транзисторного генератора   Усилитель с общим эмиттером Транзистор Дарлингтона

Электрические свойства 9019 7 транзистора можно описать, показав взаимосвязь между различными напряжениями и токами. Эти отношения между напряжением и током могут быть отображены графически, а полученные кривые известны как кривые характеристик транзистора 9.0217 . В наших предыдущих руководствах мы объясняли, как работает транзистор в качестве переключателя, усилителя и генератора. В этом уроке мы собираемся объяснить вам характеристики транзистора .          Транзисторная характеристика аппарата

Наиболее важными характеристиками транзистора являются входная и выходная характеристики . Здесь объясняются входные и выходные характеристики всех трех конфигураций транзисторов в деталях.

Общие базовые входные-выходные характеристики: Реклама

(i) Входная характеристика: Кривая, полученная между током эмиттера (I _e ) и напряжением эмиттер-база (V _eb ) при постоянный коллектор базовое напряжение V _cb показывает входные характеристики. Ток эмиттера обычно измеряется по оси y, а базовое напряжение эмиттера — по оси x.            Общая базовая входная кривая

Из этих характеристик следует отметить следующее:

соприкасающаяся окружность и вторая производная…

Пожалуйста, включите JavaScript Я _Э, быстро возрастает при небольшом увеличении напряжения эмиттер-база V _EB . Это означает, что входное сопротивление очень мало.

(ii) Ток эмиттера почти не зависит от напряжения коллектор-база В _КБ .

Рекламные ссылки

(a) Входное сопротивление: Определяется как отношение изменения напряжения эмиттер-база Δ V _eb к изменению тока эмиттера Δ I _e при постоянном напряжении базы коллектора т. е. V _cb

Следовательно,            Входное сопротивление ( r _i ) =   Δ V _eb / Δ I _e    при постоянном V _cb     

Как известно, как очень малое  ΔV _eb достаточно   для создания большого потока тока эмиттера Δ I _e , поэтому входное сопротивление довольно мало и составляет несколько Ом.

(ii) Выходные характеристики: Кривая, полученная между током коллектора (I _c ) и напряжением коллектор-база (V _cb ) при постоянном токе эмиттера I _e показывает выходные характеристики. Ток коллектора обычно измеряется по оси y, а базовое напряжение коллектора — по оси x.          Общая базовая выходная кривая Рекламные ссылки

Из этих характеристик следует отметить следующее:

(i) Ток коллектора I _C зависит от В 90 242 CB только при очень низких напряжениях ( < 1V ) указывает на то, что в этой области транзистор никогда не работает.

(ii) Когда значение V _CB поднимается выше 1-2 V , ток коллектора становится постоянным, как показано прямыми горизонтальными кривыми.

(iii) Как показано на графиках, очень большое изменение напряжения коллектор-база вызывает лишь очень небольшое изменение тока коллектора. Это означает, что выходное сопротивление очень велико.

(a) Выходное сопротивление: Определяется как отношение изменения напряжения базы коллектора ΔV _cb к изменению тока коллектора Δ I _c при постоянном токе эмиттера I _e .

Следовательно,             Выходное сопротивление ( r _o ) = Δ V _cb / Δ I _c    при константе I _e .

Выходное сопротивление цепи с общей базой очень высокое порядка нескольких десятков кОм .

Характеристики транзистора с общим эмиттером:

(i) Входные характеристики: Кривая, полученная между током базы (I _b ) и напряжением база-эмиттер (V _be ) при постоянном коллектор-эмиттер напряжение В _ce показывает входные характеристики. Базовый ток обычно измеряется по оси y, а напряжение база-эмиттер — по оси x.          Входная кривая с общим эмиттером

Из этих характеристик следует отметить следующее:

(i) Полученная характеристика аналогична кривой прямого смещения диода. Это указывает на то, что секция база-эмиттер транзистора представляет собой диод и смещена в прямом направлении.

(ii) По сравнению с общей базовой компоновкой I _B увеличивается менее быстро с V _BE . Следовательно, входное сопротивление цепи CE выше, чем у цепи CB.

(a) Входное сопротивление: Определяется как отношение изменения напряжения база-эмиттер Δ V _be к изменению тока базы Δ I _b при постоянном напряжении коллектор-эмиттер, т.е. V _ce

Следовательно,             Входное сопротивление ( r _i ) =   Δ V _be / Δ I _b    при постоянном V _ce                      

Значение входного сопротивления для общего выхода Цепь ter имеет порядок в несколько сотен Ом.

(ii) Выходные характеристики: Кривая, построенная между током коллектора (I _c ) и напряжением коллектор-эмиттер (V _ce ) при постоянном токе базы I _b , показывает выходные характеристики. Ток коллектора обычно измеряется по оси ординат, а напряжение коллектор-эмиттер — по оси абсцисс. Поддерживая базовый ток I _b при постоянном значении, например 5 мкА, обратите внимание на ток коллектора при различных значениях напряжения коллектор-эмиттер. Повторите процесс для различных значений тока базы I _b .        Кривая выхода с общим эмиттером

Из этих характеристик следует отметить следующее:

Рекламные ссылки

(i) _CE , и это становится почти постоянна и не зависит от V _СЕ . Это значение V _CE , до которого ток коллектора I _C изменяется с V _CE , называется напряжением колена (V _колено ). Транзисторы всегда работают в области выше коленного напряжения.

(ii) Напряжение выше колена, I _C почти постоянно. Однако небольшое увеличение I _C с увеличением V _CE вызвано тем, что обедненный слой коллектора становится шире и захватывает еще несколько основных носителей до того, как в области базы появятся электронно-дырочные комбинации.

(iii) Для любого значения V _CE выше напряжения колена ток коллектора I _C приблизительно равен β × I _B .

(a) Выходное сопротивление: Определяется как отношение изменения напряжения коллектор-эмиттер ΔV _ce к изменению тока коллектора Δ I _c при постоянном токе базы I _b .

Следовательно,            Выходное сопротивление ( r _o ) =   Δ V _ce / Δ I _c    при константе  I _b .

Выходное сопротивление цепи с общим эмиттером меньше сопротивления цепи с общей базой. Его значение порядка 50 кОм.

Рекламные ссылки

Транзистор с общим коллектором Характеристики:

(i) Входные характеристики: напряжение коллектор-база (В _кб ) при постоянном напряжении коллектор-эмиттер V _ec показывает входную характеристику. Ток базы обычно измеряется по оси y, а напряжение коллектор-база — по оси x.          Входная кривая с общим коллектором

Из этих характеристик следует отметить следующее: 43 начинают быстро увеличиваться.

Рекламные ссылки

(ii) Также отмечено, что когда напряжение базы коллектора (V _cb ) увеличивалось, ток базы (I _b ) уменьшался.

(a) Входное сопротивление: Определяется как отношение изменения напряжения базы коллектора Δ V _cb к изменению тока базы Δ I _b при постоянном напряжении коллектор-эмиттер, т. е. _ce

Следовательно,             Входное сопротивление ( r _i ) =   Δ V _cb / Δ I _b    при постоянном V _ce           

Значение входного сопротивления цепи общего коллектора очень высокое .

(ii) Выходные характеристики: Кривая, полученная между током эмиттера (I _e ) и напряжением коллектор-эмиттер (V _ce ) при постоянном токе базы I _b , показывает выходные характеристики. Ток эмиттера обычно измеряется по оси ординат, а напряжение коллектор-эмиттер — по оси абсцисс.           Выходная кривая с общим коллектором Рекламные ссылки

Из этих характеристик следует отметить следующее:

(i) Характеристики схемы с общим коллектором практически идентичны характеристикам схемы с общим эмиттером.

(ii) Его характеристики усиления по току для различных значений V _ce также аналогичны характеристикам схемы с общим эмиттером.