Различные схемы включения БТ. Схема, токопрохождение. Уравнение, связывающее выходной и входной токи

БТ можно подключить к источникам питания тремя способами. В зависимости от того, какой из электродов явл. общим для входной и выходной цепей различают 3 схемы(способа) включения: с общей базой(ОБ), общим эмиттером(ОЭ) и общим коллектором(ОК).

В схеме ОБ общим электродом для вх. и вых. цепей явл. база БТ.(рис.4.3). На электрических схемах её изобр. так, как показано на рис.4.4. Соотношения для токов электродов в активном режиме работы определяется формулами(4.1)-(4.4).Пренебрегая током I_КБО, можно считать, что I_К=h_21БI_Э.(4.5)

В схеме ОЭ общим электродом для входной и выходной цепей явл э.(рис.4.5). Для установления связи между выходным(коллекторным) и входным(базовым) токами воспользуемся (4.2),подставив в него вместо тока I_Э его значение из (4.4): I_К=h_21Б(I_K+I_Б)+I_КБО, откуда следует I_К=I_Бh_21Б/(1-h_21Б)+I_КБО/(1-h_21Б) (4.6)

Параметр h_21Э=h_21Б/(1-h_21Б) наз. статическим коэффициентом передачи тока базы. При h_21Б=0,95…0,99 значения h_21Э лежат в пределах 19…99.Т.о. (4.6) можно представить в виде I_K=h_21ЭI_Б+(1+h_21Э)I_КБО. (4.7)

Из (4.7) слелует, что неуправляемый обратный ток коллектора I_КЭО=(1+h_21Э)I_КБО в схеме ОЭ в (1+h_21Э) раз больше неуправляемого обратного тока коллектора в схеме ОБ.

В схеме ОК общим электродом явл. к.(рис.4.6). Входным током, как и в схеме ОЭ, явл. ток базы I_Б, а выходным-ток э. I_Э. Для установления связи между токами I_Э и I_Б воспользуемся (4.4), подставив вместо тока I_K его значение из (4.7): I_Э=I_K+I_Б=h_21ЭI_Б+(1+h_21Э)I_КБО+I_Б=(1+h_21Э)I_Б+(1+h_21Э)I_КБО (4.8)

Из сравнения (4.8) и (4.7) следует, что входной ток в схеме ОК отличается от выходного тока в схеме ОЭ на ток базы I_Б.

Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4

Статические гибридные характеристики БТ, включенного по схеме ОЭ. Функциональные зависимости. Схема для их экспериментального снятия. График семейств входных и выходных характеристик.

Статическими характеристиками транзистора наз. графические зависимости между его токами и напряжениями. Существует 6 типов систем статических характеристик, из которых практическое использование получили 3 типа: Y,Z и H.Из-за более простой реализации схемы, применяемой для экспериментального снятия характеристик, наибольшее распространение получила Н-система, в которой в качестве независимых переменных (аргументов) приняты входной ток и выходное напряжение: U_ВХ=f(I_ВХ,U_ВЫХ), (4.9) I_ВЫХ=f(I_ВХ,U_ВЫХ). (4.10) В статическом режиме эти зависимости выражаются четырьмя семействами характеристик:

Входными U_вх=f(I_вх) при U_вых=const,

Выходными I_вых= f(U_вых) при I_вх=const,

Обратной связи U_вх= f(U_вых) при I_вх=const,

Прямой передачи I_вых= f(I_вх) при U_вых=const,

Наибольшее практическое применение получили входные и выходные характеристики, выд которых зависит от способа включения БТ.

Для снятия статических характеристик БТ оэ n-p-n-типа транзистор, измерительные приборы и регулируемые источники питания включаются по схеме, показанной на рис. 4.8 Вид полученных при этом входных U_бэ=f(I_б) при U_кэ=const и выходных I_к=f(U_кэ) при I_э=const характеристик показан на рис 4.9. Характеристики имеют ярко выраженный нелинейный характер.

При U_кэ=0 (коллектор и эмиттер замкнуты) эмиттерный и коллекторный ЭДП оказываются выключенными в прямом направлении и входная характеристика представляет собой прямую ветвь ВАХ двух параллельно включенных ЭДП. При U_бэ=0 и U_кэ>0 эмиттерный ток равен нулю, вследствие чего I_Брек=0. Так как I_Б=I_Брек-I_КБО, то в цепи базы протекает ток -I_КБО, имеющий противоположное направление по отношению к направлению тока базы в рабочем режиме транзистора. При U_бэ= U'_бэ в эмиттерной цепи появляется ток I_э, создающий рекомбинационную составляющую тока базы I_Брек= I_КБО. Поскольку при U_кэ>0 коллекторный переход закрыт, то при дальнейшем увеличении напряжения U_бэ входная характеристика представляет собой прямую ветвь одного эмиттерного ЭДП. I_к=h_21БI_Б+(1+h_21Э)I_КБО

На выходных характеристиках можно выделить три области: область насыщения (заштрихованная область левее линии ОА), область отсечки (заштрихованная область ниже линии ОВ) и область активного нормального режима (не заштрихованная область между линиями ОА и ОВ).

Статические характеристики используются для расчета нелинейных цепей, содержащих транзисторы.

Рис. 1

Рис. 2