Устройство биполярных транзисторов. Определение режимов работы транзистора.

Биполярным транзистором называется электропреобразовательный прибор с двумя и более взаимодействующими p-n -переходами и тремя или более выводами для подключения к внешней цепи. P-n -переходы образуются тремя близко расположенными областями с чередующимися типами электропроводности: p-n-p или n-p-n. Такие транзисторы называют биполярными, так как их работа основана на использовании в качестве носителей заряда как электронов, так и дырок. Одну из крайних областей легируют сильнее и называю эмиттером, вторую – коллектором, промежуточную – базой.

Всего существует четыре режима работы транзистора: (Сокращения: ЭП - эмиттерный переход, КП - коллекторный переход)

1) Активный режим - ЭП - в прямом, КП - в обратном

2) Режим насыщения - ЭП - в прямом, КП - в прямом

3) Инверсный режим - ЭП - в обратном, КП - в прямом

4) Режим отсечки - ЭП - в обратном, КП - в обратном.

26. Схемы включения транзисторов: сОБ, ОЭ, ОК. Связь между коэффициентами передачи тока в различных схемах включения.

В зависимости от того, какой из выводов транзистора является общим для входной и выходной цепи, различают три схемы включения транзистора: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и с общим коллектором (ОК). На рис. 2 показаны полярности внешних источников напряжения и направления токов транзистора, соответствующие активному режиму работы, для трех схем включения.

Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:

Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.

Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх

С общей базой: схема включения транзистора с общей базой используется преимущественно в каскадах усилителей высоких частот. Усиление каскада с ОБ обеспечивает усиление только по напряжению. Данное включение транзистора позволяет более полно использовать частотные характеристики транзистора при минимальном уровне шумов. Более высокочастотный транзистор способен усиливать и более высокие частоты. С повышением рабочей частоты, коэффициент усиления транзистора понижается. Каскад, собранный по схеме с общей базой, обладает низким входным и невысоким выходным сопротивлениями. Каскад сОБ не изменяет фазы входного сигнала. Коэффициент передачи по току:

С общим коллектором: обладает высоким входным и низким выходным сопротивлениями. Коэффициент усиления по напряжению этой схемы всегда меньше еденицы. Входное сопротивление каскада с ОК зависит от сопротивления нагрузки (Rн). Данная схема используется для согласования каскадов, либо в случае использования источника входного сигнала с высоким входным сопротивлением. В качестве такого источника можно привести, например, пьезоэлектрический или конденсаторный микрофон. Схема с ОК не изменяет фазы входного сигнала.

Коэффициент усиления по току:

С общим эмиттером: обладает высоким усилением по напряжению и току. К недостаткам данной схемы включения можно отнести невысокое входное сопротивление каскада (порядка сотен ом), высокое (порядка десятков КилоОм) выходное сопротивление. Отличительная особенность - изменение фазы входного сигнала на 180 градусов (то есть - инвертирование). Благодаря высокому коэффициенту усиления схема с ОЭ имеет преимущественное применение по сравнению с ОБ и ОК. Коэффициент усиления по току: