Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

с'шки представляют собой зависимость тока Д в цепи коллектора от напряжения бк между базой и коллектором при заданном значении тока эмиттера. Значения написаны около каждой кривой. В линейной части характеристики сопротивление цепи коллектора Андк/А'к Для приращений тока в коллекторе очень велико (достигает сотен тысяч и миллионов ом). Из тех же характеристик видна почти линейная зависимость тока цепи коллектора от тока цепи эмиттера. Изменяя ток эмиттера, можно пропорционально изменять ток коллектора, причем отношение А/к/А/э = коюрое называется коэффициентом усиления по току, достигает значений 0,8- 0,97. Для плоскостных триодов с тремя областями ос < 1, так как часть тока эмиттера ответвляется в базу. В других типах транзисторов коэффициент усиления по току может быть больше единицы. Транзистор, включенный по

5m/I

2,5 мЛ

,

Ml *

1,5mA

0,5mA

111 1

1 0 или

10 го в

схеме с общей базой, при а < Г О-,-? не может работать как усилитель Рис. 9-14.

тока, но он может работать как

усилитель напряжения и мощности. Поясним это следующими простыми рассуждениями. Пусть в цепь коллектора последовательно с источником питания включено высокоомное нагрузочное сопротивление (одного порядка с величиной Анб^/) и пусть напряжения сигнала АНдб, подведенное с цепи эмиттера, изменило ток эмиттера на велрчину А^. Тогда почти на такую же величину изменится ток коллектора А^ = aAt. Изменение напряжения на нагрузочном сопротивлении будет во много раз больше изменения напряжения сигнала, так как много больше сопротивления цепи эмиттера, работающей в прямом (в проводящем) направлении. По этой же причине приращение мощности R, Ati будет много больше мощности сигнала Анб At-

9-4. Эквивалентные схемы транзисторов

На рис. 9-15 показано условное обозначение транзистора типа включенного по схеме с общей базой (условное обозначение риода типа п-р-п имеет то отличие, что стрелка у эмиттера делается i обратном направлении). На рисунке указаны положительные (аправления для приращений токов и напряжений. Они выбраны очно такими же, как и при рассмотрении ламповых триодов.

Для бесконечно малых приращений токов и напряжений можно Записать:



Если токи и напряжения изменяются во времени не слишком быстро, то значения частных производных в этих уравнениях от времени не зависят, могут рассматриваться как активные сопротивления и определяться по статическим характеристикам транзистора (снятым при постоянных токах и напряжениях):

rii-=((5Hi/(5zi),3=consi; ri2 = (5 i/5t2)ii=const;

г 21 = {dU/dii}, = const; г 22 = ((5H2/5i2)ii = const,

причем r,2 фГ21. Поэтому цепи с транзисторами (так же как и с ламповыми триодами) невзаимны.

При работе транзистора в линейной части характеристик приведенные уравнения справедливы и для конечных приращений.

I----11----1


Рис. 9-15.

Рис. 9-16.

Пусть приращения токов и напряжений изменяются во времени по синусоидальному закону. Изобразив их комплексными величинами Oi, О2, Л и Д, получим следующие уравнения:

ilirnii + rnh;

f/2 = /2lA + 22/2.

(9-5) (9-6)

Эти уравнения справедливы для эквивалентной схемы транзистора, приведенной на рис. 9-16 (без емкости С^с), если положить:

э + б-lli б-fl2, т + /б-/ 211 к+б-22.

Уравнения (9-5) и (9-6) и эквивалентная схема (рис. 9-16) справедливы для транзистора при низких частотах переменных составляющих токов и напряжений. С ростом частоты начинает сказываться емкость С^б перехода коллектор - база; эквивалентную схему следует дополнить емкостным элементом (изображен пунктиром на рис. 9-16) Емкость р-я-перехода эмиттер - база почти не сказывается, так как параллельно ей включено сравнительно малое сопротивление и в эквивалентной схеме она не учитывается. При высоких частотах параметры становятся комплексными и сопротивления Гц, г^, rgi, должны быть заменены комплексными сопротивлениями Z, Z12, Z21 и Z22.



Помимо рассмотренной схемы включения транзистора с общей базой применяются еще две усилительные схемы с общим эмиттером (рпс. 9-17,fl) и с общим коллектором (рис. 9-17,6). На приведенных схемах помимо транзисторов показаны источники питания входной и выходной цепей, источники напряжения О- (поступающего

к о- г

-(if 4jiii(-0-i

Рис. 9-17.

-0-il(lhf-J

.сигнала) и нагрузочные сопротивления R. Если проводить аналогию между полупроводниковыми и ламповыми триодами, то эмиттер следует считать аналогичным катоду, коллектор - аноду, а базу - tecTKe. Эквивалентная схема транзистора по рис. 9-16 применима Ы для схем включения транзистора с общим эмиттером и с общим коллектором.

9-5. Простейшие электрические цепи с невзаимными элементами и их направленные графы

Расчет электрических цепей с невзаимными элементами в виде электронных ламп или полупроводниковых приборов часто выполняется матричным способом или при помощи графов. Покажем на простых примерах, как рассчитываются такие цепи указанными методами.

Прежде всего рассмотрим методику построения неопределенной и определенных матриц по уравнениям, составленным для эквивалентных схем с невзаимными элементами.

На рис. 9-6 изображена эквивалентная схема триода, в которой в общем случае учитываются все три емкости между сеткой, анодом и катодом (рис. 9-5). Пользуясь методом узловых потенциалов, напишем для этой схемы следующие уравнения:

- Уск) Фс - У саФа скФк = L\

~ (П, - S) ф,+ (К -)- -f g ) ф, - (П, + S -f g ) ф, = Л;

- (Пк + S) Фс ~ (Пк + ga,) Фа + (Пк + П. + S -f g ) фк = Л J

(9-7)

где Д - ток катода, причем сумма токов сетки, анода и катода в соошетствии с выбранными положительными направлениями



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов