Схемы включения биполярных транзисторов

В схеме, приведенной на рис. 33, электрическая цепь, образованная источником U _ЭБ, эмиттером и базой транзис­тора, называется входной, а цепь, образованная источником U _КБколлектором и базой, — выходной. База является об­щим электродом для входной и выходной цепей, поэтому такую схему включения транзистора называют схемой с об­щей базой или сокращенно — схемой ОБ. Из рисунка также следует, что

I _Э= I _К+ I _Б.

Это соотношение между токами транзистора остается спра­ведливым и для любой другой схемы его включения.

На рис. 35, а показана схема, в которой общим элект­родом для входной и выходной цепей является эмиттер. Та­кая схема включения называется схемой с общим эмитте­ром (схема ОЭ). Для установления связи между выходным (коллекторным) и входным (базовым) токами воспользу­емся уравнением

,

подставив в него вместо тока I _Э его значение, определенное из:

oткуда следует

oбозначив h _21Е = h _21Б / (1 - h _21Б) и 1/ (1- h _21Б) = 1 + / (1 - h _21Б) =1 + h _21Е, окончательно получим

Коэффициент пропорциональности h _21Е называется ста­тическим коэффициентом передачи тока базы. При h _21Б = 0,9-0,998 значение h _21Е находится в пределах 9...499.

Составляющая I _КЭ0 = (1 + h _21Е) I _КБ0 называется обрат­ным током коллектора в схеме ОЭ. Таким образом, в схеме ОЭ обратный ток коллектора значительно больше, чем в схеме ОБ. Обратный ток коллектора в схеме ОЭ, измерен­ный при замкнутых эмиттере и базе и заданном обратном напряжении U_КЭ, обозначается I _КЭК. Иногда обратный ток коллектора измеряется при включении между базой и эмит­тером резистора с заданным сопротивлением. В этом случае его обозначают I _КЭR. При отключенной базе этот ток обо­значают I _КЭX.

Обратные токи I _КБ0 и I _КЭ0 не зависят от входных напря жений U _ЭБи U _БЭвследствие этого

Рис. 35. Включение транзистора по схеме с общим эмитте­ром {а) и общим коллектором (б)

называются неуправляе­мыми составляющими коллекторного тока. Эти токи силь­но зависят от температуры окружающей среды и определя­ют температурные свойства транзистора. Установлено, что значение обратного тока I _КБ0 удваивается при повышении температуры на 10 °С для германиевых и на 8 °С для кремни­евых транзисторов. В схеме ОЭ температурные изменения неуправляемого обратного тока I _КБ0 могут в десятки и сотни раз превышать температурные изменения неуправляемого обратного тока I _КБ0 и полностью нарушить нормальную ра­боту транзистора. Поэтому в транзисторных схемах приме­няются специальные меры термостабилизации транзистор­ных каскадов, уменьшающие влияние температурных изме­нений токов на работу транзистора.

На практике часто встречаются схемы, в которых общим электродом для входной и выходной цепей является кол­лектор (рис. 35, б). Такую схему включения транзистора называют схемой с общим коллектором, или схемой ОК.

Для получения уравнения, связывающего входной ток (ток базы) с выходным (ток эмиттера) в схеме ОК подста­вим в уравнение вместо тока коллектора значение I _К = I _Э – I _Б. Решив полученное таким образом уравнение относи­тельно тока I _Э, найдем

В схеме ОЭ и ОК входным током является ток базы, а в схеме ОБ — ток эмиттера. Так как ток I _Б. в десятки и сотни раз меньше, чем токи I _Э и I _К, то схемы ОЭ и ОК (особенно схема ОК) обладают значительно большим входным сопро­тивлением по сравнению со схемой ОБ. Кроме того, в схе­мах ОЭ и ОК выходные токи (I _Э и I _К соответственно) зна­чительно больше входного тока I _Б. Поэтому схемы ОЭ и ОК обладают коэффициентом усиления по току. В схеме ОБ выходной ток I _К меньше входного тока I _Э, следовательно, эта схема усилением по току не обладает.