Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [ 28 ] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

прямые (положительные) rq Различают активную область и область насыщения включенного транзистора.

В активной области эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный - в обратном, т. е. для р-п-р-транзи- .. стора Ыбэ < О, Ыбк > О и для п-р-п-транзистора Ыбэ > О, «бк < 0.

Так как в активном режиме напряжение 0 на переходе база - коллектор - обратное и С/кФт, то из уравнений Эберса - Молла (2.39) легко получить следующие приближенные соотношения:

- для схемы ОЭ = р/б + (Р + 1)/ко;

- для схемы ОБ 1к = аэ + /ко, причем р = а/(1-а). Таким образом, в активной области коллекторный ток практически линейно зависит от управляющего тока базы (или эмиттера).

0-CZD

fS-1

П в

к~ fiti

Рис. 2.18

В схеме рис. 2.13а при отрицательном входном напряжении (е < 0) и \е\ = £ ток базы /б = ""1 "бI коллектора [без

Pt6 = p~] . Если[;б<

учета составляющей (Р-Н1)/ко]/к

•С (т. е. если входное сопротивление транзистора много меньше сопротивления Re), то te « EIRt и 1к = E/Rq. Остаточное напряжение на коллекторе открытого транзистора Uk от =-Ек + IkRk. На рис. 2.18а, б показаны упрощенные эквивалентные схемы транзистора (без учета внутренней обратной связи [9]) с эмиттерным и базовым входами соответственно.

В схеме рис. 2.18а Гк =

dUK d(k

представляет собой дифференциаль-

/g=const

ное сопротивление коллекторного перехода; обычно в активной области оно изменяется незначительно (т. е. в активной области характеристики <k = f{kk) при ig = const можно считать прямыми).

Кроме того, наклон характеристики для разных /э также примерно одинаков, и поэтому под Гк понимают здесь обычно некоторое усредненное значение упомянутого сопротивления.



Сопротивлеш1е Гэ =

эмиттерного перехбда представлено

в эквивалентных схемах резистором Га. В активной области (прн ?7к Фт)э=

= фт/ia « 0,026/1эОм. При (а =1 мА Га = 26 Ом, ПрИ 1э = 0,1 мА, /-3 = 260 Ом.

1Последнюю формулу нетрудно получить путем дифференцирования (2.39).]

С учетом усредненного сопротивления коллекторного перехода Гн можно записать уточненное выражение для тока коллектора в схеме ОБ (рис. 2.18а); i„ = ais + /ко + Unlra, где Vk - напряжение на коллекторном переходе (обычно Гк - порядка единиц мегом). Учитывая., что 1э = Jk + «6, перепишем выражение а) для 1к в виде 1 = ptg + (Р + 1) Лсо + Л UJrl, г; = г,Л1-«) = к/(Р+1).

Включение резистора показано в

схеме ОЭ на рнс. 2.186.

Заметим, что выходное сопротивле-ине транзистора ОЭ

) p(t4)

во много раз меньше выходного сопротивления транзистора ОБ

т. е.

/?вых б

/„=const


/?вых 6-

60 -io -го о ю io ео fC

Рис. 2.19

Как видно из эквивалентных схем, входное сопротивление транзистора ОБ

= гэ + гб(1 -а) = гэ +

P+I

транзистора ОЭ

?вхэ =

Дмб Ai6

и =const

= -6+-p:f = /-6 + (P-J-I)/-a.

следовательно, /?вх э = (Р + U Rbx б-

Если обозначить через Ск емкость коллекторного перехода, то, очевидно, эквивалентная коллекторная емкость в схеме ОЭ (рис. 2.186) С = С,у(1 - а)=> = (Р+ I)Cg. Необходимо отметить, что гС rJ2.

Заметим, что р зависит от величины тока ("к и от температуры f С; характер зависимостей Р(1к) и P(f С) показан на рис. 2.19а, б.

В области насыщения оба перехода транзистора смещены в прямом направлении, т. е. для р-п-р-транзистора Ыбэ < О, Ыбк < О и для п-р-п-транзистора Ыбэ > О, Ыбк > 0.

Из системы уравнений Эберса - Молла (2.39) можно получить, что для границы насыщения (т. е. при Ыбэ < О и Ибк ~ О для



транзистора р-п-р или при «бо > О и Ыбк ~ О для транзистора п-р-п) 1к = р/б- В области насыщения при Ыбк < О 1к < Рб- Последнее соотношение может служить одним из критериев существования режима насыщения транзистора.

Насыщение транзистора в схеме ключа (рис. 2.13) можно получить увеличением тока базы. При некотором значении 1б = /би рабочая точка достигает положения А (рис. 2.15) и дальнейший рост тока базы практически уже не приводит к росту коллекторного тока; последний равен:

г Дк - I «кн I

и, следовательно,

1кк -- I Чка I Р Рк

/бн = -

Зависимости напряжения Ыкн между коллектором и эмиттером в режиме насыщения (так же, как и напряжения база - эмиттер «бо) от токов t6, «к, э можно приближснно найти из ф-л (2.39). Однако для практических расчетов импульсных устройств обычно достаточно знать лишь усредненные значения этих зависимостей, полученные экспериментальным путем.

Напряжение ыкн уменьшается с увеличением р, уменьшением инверсного коэффициента усиления Р/ и, естественно, с уменьшением объемного сопротивления коллектора Гк. Можно считать, что икн -порядка нескочьких десятков или сотен милливольт, а напряжение база - эмиттер в режиме насыщения ыбн - порядка сотен милливольт («бн ~ 0,2н-0,4 В у германиевых и 0,7-7-1,1 В у кремниевых транзисторов). Заметим, что напряжение на базе в режиме насыщения, как это следует из ф-л (2.39), зависит не только, от тока базы, но и от тока коллектора /кн: увеличение /кн приводит к тому, что данному значению /бн будет соответствовать и большее значение напряжения ыбн-

Если Ек\ит\ (т. е. при £к порядка нескольких вольт), можно приближенно считать /кн k/Zk и

/бн==/к,УР = £к/Р/?к. (2.44)

Количественно степень насыщения характеризуют коэффициен-.том s:

s = t6 6„ = pt6 kh. (2.45)

На границе насыщения = /би, s = 1 [так как р зависит от величины коллекторного тока, то под р в ф-лах (2.44), (2.45) принимают либо то значение, которое соответствует току /кн, либо интегральное, т. е. усредненное значение].

С увеличением коэффициента насыщения ключа увеличивается его нагрузочная способность (условие насыщения удовлетворяется при большем значении тока /кн), уменьшается влияние различных дестабилизирующих факторов на выходные параметры ключа, но, как показано ниже, ухудшается быстродействие ключа. Поэтому



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [ 28 ] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0011