Транзистор. Козлов В.И. - 5 стр.

UptoLike

Составители: 

а по выходным – выходное сопротивление:
consti
к
кэ
вых
б
i
U
R
=
=
.
(6)
Вычисленные таким образом величины R
вх
и R
вых
являются сопротивлениями
транзистора по переменному току, т. е. такое сопротивление оказывает транзистор
переменному току небольшой амплитуды равнительно с величиной постоянного тока,
текущего соответственно во входной и выходной цепях). Величины R
вх
и R
вых
используются при анализе транзистора в схемах усиления переменного тока или
напряжения.
Входное и выходное сопротивления транзистора по постоянному току вычисляются
по формулам, в которых фигурируют не малые приращения, а сами токи и напряжения.
Одним из важнейших параметров транзисторов является коэффициент усиления
тока базы β, который определяется как отношение приращения тока коллектора к
приращению тока базы при постоянной разности потенциалов между эмиттером и
коллектором.
constU
б
к
эк
i
i
=
=
β
,
(7)
Так как основная часть тока эмиттера замыкается через цепь коллектора,
коэффициент β всегда значительно больше единицы. У современных транзисторов
β=10÷300.
Иногда бывает удобно рассматривать другой параметр коэффициент усиления по
току эмиттера α. Он определяется отношением приращения тока коллектора к
приращению тока эмиттера при постоянной разности потенциалов между коллектором и
базой U
бк
:
constU
э
к
бк
i
i
=
=
α
.
(8)
Значение α всегда меньше единицы. Так как обычно всегда U
эб
<< U
эк
и,
следовательно, U
эк
U
бк
, то, учитывая (2), можно записать связь между коэффициентом β и
α в виде
α
α
β
=
1
.
(9)
Усиление напряжения с помощью транзистора . При любой схеме включения
транзистора в качестве усилителя электрический ток имеется как в выходной цепи, так и
во входной. Это позволяет говорить об усилителе на транзисторе как об усилителе тока.
Но входной ток транзистора связан с входным напряжением (для схемы с общим
эмиттером ток базы связан с напряжением, действующим между базой и эмиттером, через
входное сопротивление R
вх
). Поэтому можно воспользоваться этой связью и говорить об
усилении напряжения. А с точки зрения физики явления следует иметь в виду, что
выходной ток, т.е. ток, протекающий через нагрузку и определяющий усиление, зависит от
высоты потенциального барьера в области эмиттерного перехода, т. е. от напряжения,
действующего между базой и эмиттером. Таким образом, схему с транзистором можно
рассматривать и как усилитель тока и как усилитель напряжения и, естественно, как
усилитель мощности.
Коэффициент усиления по напряжению схемы с транзистором можно вычислить
следующим образом:
.
вх
н
вхб
нк
вх
вых
R
R
Ri
Ri
U
U
К
β
=
=
=
(10)
6
                                                   6
      а по выходным – выходное сопротивление:

                                        ∆ U кэ
                              Rвых =                                 .
                                         ∆ iк          i б = const
                                                                                    (6)
      Вычисленные таким образом величины Rвх и Rвых являются сопротивлениями
транзистора по переменному току, т. е. такое сопротивление оказывает транзистор
переменному току небольшой амплитуды (сравнительно с величиной постоянного тока,
текущего соответственно во входной и выходной цепях). Величины           Rвх и Rвых
используются при анализе транзистора в схемах усиления переменного тока или
напряжения.
      Входное и выходное сопротивления транзистора по постоянному току вычисляются
по формулам, в которых фигурируют не малые приращения, а сами токи и напряжения.
      Одним из важнейших параметров транзисторов является коэффициент усиления
тока базы β, который определяется как отношение приращения тока коллектора к
приращению тока базы при постоянной разности потенциалов между эмиттером и
коллектором.
                                       ∆ iк
                                β =                            ,
                                       ∆ iб   U эк = const
                                                                                    (7)

      Так как основная часть тока эмиттера замыкается через цепь коллектора,
коэффициент β всегда значительно больше единицы. У современных транзисторов
β=10÷300.
       Иногда бывает удобно рассматривать другой параметр – коэффициент усиления по
току эмиттера α. Он определяется отношением приращения тока коллектора к
приращению тока эмиттера при постоянной разности потенциалов между коллектором и
базой Uбк:
                                       ∆ iк
                                α =                            .
                                       ∆ iэ   U бк = const
                                                                                    (8)

       Значение α всегда меньше единицы. Так как обычно всегда Uэб<< Uэк и,
следовательно, Uэк≈ Uбк, то, учитывая (2), можно записать связь между коэффициентом β и
α в виде
                                            α                                       (9)
                                     β =       .
                                          1− α

      Усиление напряжения с помощью транзистора. При любой схеме включения
транзистора в качестве усилителя электрический ток имеется как в выходной цепи, так и
во входной. Это позволяет говорить об усилителе на транзисторе как об усилителе тока.
Но входной ток транзистора связан с входным напряжением (для схемы с общим
эмиттером ток базы связан с напряжением, действующим между базой и эмиттером, через
входное сопротивление Rвх). Поэтому можно воспользоваться этой связью и говорить об
усилении напряжения. А с точки зрения физики явления следует иметь в виду, что
выходной ток, т.е. ток, протекающий через нагрузку и определяющий усиление, зависит от
высоты потенциального барьера в области эмиттерного перехода, т. е. от напряжения,
действующего между базой и эмиттером. Таким образом, схему с транзистором можно
рассматривать и как усилитель тока и как усилитель напряжения и, естественно, как
усилитель мощности.
      Коэффициент усиления по напряжению схемы с транзистором можно вычислить
следующим образом:
                                ∆ U вых ∆ iк Rн     R
                            К =        =        = β н.                            (10)
                                 ∆U
                                  вх     ∆i R  б    R  вх                вх