Цель лабораторной работы: определение коэффициентов усиления транзистора в различных схемах подключения

ТЕМА: КОЭФФИЦИЕНТЫ УСИЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА В РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

Цель лабораторной работы: определение коэффициентов усиления транзистора в различных схемах подключения

Теоретическая часть:

В зависимости от того, какой из электродов общий для входной и выходной цепи различают 3 схемы включения: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ), и с общим коллектором (ОК) – свойства таких схем различны, что и определяет их применение.

К основным свойствам схем относятся:

Rвх – входное сопротивление транзистора;

Rвых - выходное сопротивление транзистора;

K_i= I_вых/ I_вх - коэффициент усиления по току;

K_u= U_вых/ U_вх - коэффициент усиления по напряжению;

K_p= P_вых/ P_вх = K_u *K_i - коэффициент усиления по мощности.

1. Схема с ОБ – для неё входной цепью является цепь эмиттера, выходной – цепь коллектора, т.е. Iэ – это входной ток, Iк – выходной ток (Рис.14).

Малое сопротивление на входе;

Отсутствие усиления по току;

Большое усиление по напряжению и мощности.

Потенциал общего электрода принимают равным нулю, а потенциалы других электродов отсчитывают относительно общего.

Входное напряжение – Uэб;

Выходное – Uкб (относительно Б).

В схеме включения транзистора с ОБ входным током будет ток эмиттера, а выходным - ток коллектора, следовательно, усиления тока в такой схеме не происходит. Передача тока эмиттера в цепь коллектора оценивается статическим коэффициентом передачи тока эмиттера «a»:

(a = 0, 96 - 0, 99).

Уже то, что транзистор при таком включении не дает усиления по току, является показателем низкого входного сопротивления схемы с ОБ.

Параметры схемы с ОБ:

- Rвх – невелико, т.к. это сопротивление прямо включенного эмиттерного перехода (десятки Ом);

- Rвых – очень большое т.к. это сопротивление обратно включенного коллекторного перехода (сотни КОм);

Kiб=L

Iк

- Ki=--------- ~ (0.95/0.99) при Uкб=const - коэффициент усиления по току (коэфицент передачи тока);

Iэ

Uкб Iк•Rн Кi•Rн

- Кu= --------- = --------------- = ---------, составляет десятки раз.

Uэб Iэ•R_вхб R_вхб

Pвых ( Iк•Iк) •Rн (Ki•Ki) •Rн

- Кр =-------- = -------------------- ~ --------------- или Кр = Кi•Кр, составляет десятки раз.

Рвх ( Iэ•Iэ) •Rвх Rвх

Из-за малого входного (Rвх) схема применяется редко.

Схемы включения транзистора с ОЭ и с ОК - это схемы с базовым управлением: выходной ток следует за всеми изменениями входного базового тока. В схеме с ОЭ выходным током является ток коллектора, а в схеме с ОК - ток эмиттера.

2. Схема с ОЭ ( Рис.15 )

Схема с общим эмиттером (ОЭ):

Сопротивление по входу больше, чем в схеме с ОБ;

Усиливает сигнал по току, напряжению и мощности.

I_б – входной ток (I_б< < 1мА) U_бэ – входное напряжение

I_к – выходной ток U_кэ – выходное напряжение

Параметры:

- входное сопротивление (Rвх) – значительно больше, чем в схеме с ОЭ, т.к. входным током является ток базы (Iб), который много меньше тока эмиттера (Iэ), поэтому входное сопротивление составляет КОмы;

- выходное сопротивление (Rвых) – зависит от параметров транзистора и составляет единицы, десятки КОм, т.е. лишь на порядок выше входного.

Iк

Кi= ––––––, выразим Iб = Iэ-Iк,

Iб соcтавляет десятки раз.

Uкэ

- Ku= ––––––– составляет сотни раз, т.к. Rн > Rвх в десятки раз;

Uбэ

- Kp= Ki•Ku состовляет тысячи, десятки тысяч раз, наибольший из всех схем, т.к. и Kiи Ku– велики.

Т.к. схема увеличивает сигнал и по току, по напряжению и по мощности, её Rвых не так значительно превышает Rвх, как в схеме с ОБ и не требуется соответствующих трансформаторов для соединения каскадов, то она широко используется для усиления сигналов звуковой частоты.

3. Схема с ОК – эту схему обычно изображают в многокаскадных усилителях в следующем виде, где (+) – общий (Рис.16).

Сопротивление по входу больше, чем в схемах с ОБ и ОЭ;

Усиливает сигнал по току и мощности.