- •Классификация электронных усилителей
- •Режимы работы биполярного транзистора.
- •Принцип действия транзистора в основном активном режиме
- •Схемы включения транзисторов.
- •Статические характеристики транзисторов.
- •Статистические характеристики транзистора, включенного по схеме с об.
- •Семейство выходных характеристик
- •Статические характеристики транзистора, включенного по схеме с оэ.
- •Дифференциальные (мало сигнальные) параметры транзистора.
- •Определение низкочастотных h- параметров по характеристикам транзистора.
- •Динамический режим работы транзистора.
- •Принцип работы транзисторного усилителя.
- •Динамические (нагрузочные) характеристики.
- •Выходные динамические характеристики.
- •Входные динамические характеристики.
- •Динамические параметры.
- •Искажение сигналов.
- •Частотные искажения.
- •Нелинейные искажения.
- •Амплитудная характеристика. Динамический диапазон.
- •Режим работы электронных усилителей.
- •Режим а.
- •Режим в.
- •Режим ав.
- •Перечень используемых элементов.
- •Устройство прибора слмэ-80.
- •Сменная кассета №1. Блок предварительного усилителя.
- •Порядок выполнения работы.
- •2.Гравировка на лицевой панели указанна к кавычках
- •Содержание отчета
- •Литература.
Принцип действия транзистора в основном активном режиме
В связи с тем, что в усилителях применяется в основном нормальный активный режим транзистора, рассмотрим его работу в этом режиме более подробно. Для примера возьмем транзистор р-п-р типа. В нормальном активном режиме эмиттерный р-п переход включим в прямом направлении, а коллекторный р-п переход в обратном направлении:
Рис.7
Такая схема называется схемой с общей базой (ОБ). Токопрохождение будем рассматривать в статическом режиме, когда к транзистору подключены лишь источники постоянного напряжения, а источник сигнала и нагрузка отсутствуют.
Как уже отмечалось, в основном активном режиме эмиттерный переход включается в прямом направлении, а коллекторный - в обратном. Под действием прямого напряжения потенциальный барьер эмиттерного перехода понижается и происходит инжекция дырок из эмиттера в базу, а электронов – из базы в эмиттер, создавая ток эмиттера
,где
- ток создаваемый дырками движущимися из эмиттера в базу:
- ток создаваемый электронами движущимися из базы в эмиттер.
Обращаем внимание на то, что несмотря на то, что дырки и электроны движутся в противоположных направлениях, но положительные направления токов одинаковое, поэтому общий ток равен сумме токов ( ). Транзистор создают так, что электронов в базе гораздо меньше дырок в эммитаторе ( ) поэтому можно принять, что .
В результате инжекции, концентрация дырок в базе у границы эмиттерного перехода резко возрастает. В остальной области базы дырок мало. В следствии разности концентрации (градиента концентрации) возникает диффузионное движение дырок по базе от эммитерного к коллекторному переходу. Во время этого движения часть дырок рекомбинирует в базе с электронами, нарушая электронейтральность базы. Для восстановления электрической нейтральности базы (количество электронов в базе все время должно быть неизменным ) в нее из внешней цепи (от источника ) втекает соответствующее количество электронов (вместо рекомбинировавших), что сопровождается возникновением рекомбинационного тока базы . Для уменьшения этого тока ширину (толщину) базы делают значительно меньше диффузионной длины , поэтому подавляющее большинство дырок (около 99 и более) достигает коллекторного перехода не рекомбинируя.
Подойдя к коллекторному переходу, дырки втягиваются его полем в коллектор как неосновные носители для коллектора. В цели коллектора возникает ток коллектора, пропорциональный току эмиттера, и поэтому называемый управляемым током коллектора.
,
где - коэффициент пропорциональности.
Наряду с управляемым током коллектора в цепи коллектора по базе протекает неуправляемый ток коллектора , за счет неосновных носителей, который совпадает по направлению с управляемым током коллектора. Поэтому результирующие токи коллектора и базы будут равны:
,
так как ток базы рекомбинационный и неуправляемый ток коллектора направлены в базе в разные стороны.
Согласно первому закону Кирхгофа (*).
Прибавив и отняв в правой части равенства (*) ток , получим .
Ток базы очень мал, поэтому можно считать, что .
Принцип действия транзистора п-р-п отличается тем, что из эмиттера в базу инжектируются не дырки, а электроны, и, кроме того, полярность включения источников и направления токов меняются на противоположные.