Принцип работы биполярного транзистора. 21. npn- и pnp-транзистор

Разрез биполярного транзистора (bipolar junction transistor, или BJT) схематически показан на рисунке слева вверху. Он образуется двумя P-N переходами, соединенными встречно. В данном случае очень тонкая внутренняя область, называемая базой, имеет р-проводимость, а весь транзистор имеет структуру n-p-n (существуют также транзисторы p-n-p). К правому переходу прикладывается внешнее положительное напряжение, повышающее его потенциальный барьер, как показано на рисунке слева внизу. Тогда при понижении потенциального барьера левого перехода отрицательным внешним напряжением электроны пойдут в базу, но в силу ее очень малой толщины тут же достигнут правого перехода и будут подхвачены положительным напряжением правой области, переходя в нее. Следуя этому поведению электронов, левая область называется эмиттером, а правая – коллектором. То же самое будет и для дырок в p-n-p транзисторе.

Очень небольшая часть электронов, перешедших в базу соединится с дырками и взаимоуничтожится (рекомбинирует), эти носители образуют электрический ток базы. Основной ток пойдет в коллектор. Наиболее распространенная схема усиления с общим эмиттером приведена в центре рисунка. Она аналогична схеме включения лампового триода на рис.7, при этом коллектор похож на анод, а эмиттер на катод. Однако существует довольно существенное отличие: в лампах работают без тока сетки, тогда как в транзисторе принципиально должен быть ток базы. Это означает, что транзистор по этой схеме имеет сравнительно с лампой низкое входное сопротивление. Приведенный справа внизу на рисунке эмиттерный повторитель аналогичен катодному повторителю. Его усиление по напряжению примерно равно 1 (нет усиления), однако входные токи базы значительно меньше, то есть входное сопротивление выше, чем в усилителе с общим эмиттером. Усилительные свойства транзистора характеризуются статическим коэффициентом передачи тока h _21Э , приводимым в справочниках для схемы с общим эмиттером. Этот коэффициент дается для определенного режима по постоянному току (напряжение между коллектором и эмиттером, ток коллектора или эмиттера) и показывает во сколько раз ток коллектора больше тока базы (иначе, коэффициент усиления по току β).

22. Классы работы усилителя.

Выбор рабочей точки усилителя определяет класс работы усилителя, изображенный на рисунке. Класс А предполагает работу всего сигнала в пределах линейной области и обеспечивает самые малые искажения сигнала, однако при низком к.п.д. Например, на приведенной схеме в резисторе нагрузки теряется по постоянному току значительная мощность при большой постоянной составляющей тока. Снизив постоянную составляющую тока в рабочей точке до нуля, получаем класс В. С целью дальнейшего уменьшения потерь мощности по постоянному току в коллекторном резисторе прибегают к комплементарной паре транзисторов (n-p-n и p-n-p), включенных последовательно, как показано на рисунке справа. Каждый из транзисторов пары работает в одном полупериоде синусоиды сигнала, как показано в центе рисунка, во втором полупериоде он закрыт. Однако на практике трудно настроить усилитель, чтобы на выходе оба полупериода точно стыковались, на рисунке эта нестыковка преувеличена, что приведет к искажениям сигнала. По этой причине используется промежуточный класс АВ.

Поиск по сайту: