Статические характеристики транзистора схеме общей базой

Автор admin На чтение 11 мин Просмотров 1 Опубликовано 26 марта 2023 Обновлено 26 марта 2023

Содержание

1. Статические характеристики биполярного транзистора
2. Входные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ
3. Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ
4. Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОБ
5. Характеристики биполярного транзистора
6. Статические характеристики биполярного транзистора c ОЭ
7. Входные характеристики биполярного транзистора
8. Выходные характеристики биполярного транзистора
9. Статические характеристики биполярного транзистора с ОБ.
10. Входные характеристики биполярного транзистора
11. Выходные характеристики биполярного транзистора
12. Статические характеристики прямой передачи по току биполярного транзистора

Статические характеристики биполярного транзистора позволяют определить его основные параметры. Статические характеристики зависят от схемы включения транзистора (схема с общей базой или схема с общим эмиттером). Начнём со схемы с общим эмиттером.

Входные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Схема измерения статических характеристик биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема измерения статических характеристик в схеме с общим эмиттером

Для снятия входных характеристик биполярного транзистора зафиксируем напряжение на коллекторе. Зависимость тока базы от напряжения на базе и будет входной характеристикой транзистора. Входные характеристики транзистора при нулевом напряжении на коллекторе и при напряжении на коллекторе, равным 5 В, приведены на рисунке 2.

Рисунок 2. Входные характеристики биполярного транзистора

Входная характеристика биполярного транзистора, снятая при нулевом коллекторном напряжении не отличается от вольтамперной характеристики полупроводникового диода, что собственно говоря и не удивительно. Характеристика определяется в основном эмиттерным переходом, так как уровень легирования области коллектора значительно меньше уровня легирования эмиттера.

При подаче на коллектор напряжения, к току эмиттерного перехода добавляется ток коллекторного перехода и входная характеристика несколько изменяется. В основном при малых значениях напряжения U_бэ. При нулевом значении напряжения U_бэ ток I_б0 будет определяться обратным током коллектора при напряжении , и, соответственно, вытекать из базы транзистора. При возрастании напряжения U_бэ к обратному току коллектора добавляется ток эмиттерного перехода, и начиная с напряжения U_бэ0 ток будет втекать в базу транзистора.

При увеличении напряжения на коллекторе кроме смещения входной характеристики биполярного транзистора вправо, она становится более пологой. Это означает, что входное сопротивление биполярного транзистора увеличивается. Возрастание входного сопротивления вызвано расширением коллекторного перехода под воздействием запирающего напряжения U_кб, что в свою очередь приводит к уменьшению ширины базовой области транзистора.

Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Выходные характеристики биполярного транзистора снимаются при постоянном значении тока базы. Пример семейства выходных характеристик БТ, включенного по схеме с общим эмиттером, приведен на рисунке 3.

Рисунок 3. Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Начальные участки характеристик соответствуют режиму насыщения, а участки с малым наклоном — активному режиму биполярного транзистора. Переход от режима насыщения к рабочему режиму биполярного транзистора происходит при значениях |U_кэ|, превышающих |U_бэ|. Режим отсечки биполярного транзистора соответствует токам, меньшим .

Наклон выходных характеристик определяет выходное сопротивление транзистора в схеме с общим эмиттером. Относительно большой наклон этих характеристик (по сравнению со схемой включения транзистора с общей базой) связан с влиянием эффекта модуляции толщины базы (эффект Эрли). При увеличении напряжения U_кэ возрастает напряжение U_кб, что приводит к уменьшению толщины базовой области транзистора, а значит уменьшению тока базы. Для сохранения тока базы на прежнем уровне приходится увеличивать напряжение U_бэ, что приводит к росту I_к.

Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОБ

Выходные характеристики биполярного транзистора снимаются при постоянном значении тока базы. Пример семейства выходных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой, приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Выходные характеристики биполярного транзистора

• Входные характеристики позволяют оценить нелинейность транзистора.
• Входные и выходные характеристики позволяют определить входное и выходное сопротивления транзистора.
• На выходных характеристиках транзистора видны области отсечки, насыщения и его рабочая область.

Дата последнего обновления файла 05. 12.2020

Понравился материал? Поделись с друзьями!

1. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. Под редакцией Федорова Н. Д. — М.: Радио и связь, 1998. — 560 с.
2. Электронные приборы. Под редакцией Шишкина Г.Г. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 496 с.
3. Савиных В. Л. Физические основы электроники. Учебное пособие. — Новосибирск.: СибГУТИ, 2003. — 77 с.
4. Глазачев А. В. Петрович В. П. Физические основы электроники. Конспект лекций — Томск: Томский политехнический университет, 2015.
5. Колосницын Б. С. Полупроводниковые приборы и элементы интегральных микросхем. Учебно-методическое пособие: в 2 ч. Ч. 1: Расчёт и проектирование биполярных транзисторов. — Минск: БГУИР, 2011. — 68 с.
6. Колосницын Б. С. Гапоненко Н. В. Полупроводниковые приборы и элементы интегральных микросхем. Учебное пособие: в 2 ч. Ч. 1: Физика активных элементов интегральных микросхем — Минск: БГУИР, 2016. — 196 с.
7. Колосницын Б. С. Гранько С. В. Электронные приборы на основе полупроводниковых соединений. Учебно-методическое пособие: — Минск: БГУИР, 2017. — 94 с.
8. Биполярный транзистор. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. url:https://ru.wikipedia.org/wiki/Биполярный_транзистор
9. Изобретение транзистора. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. url:https://ru.wikipedia.org/wiki/Изобретение_транзистора
10. Исследование биполярного транзистора url:http://www.labfor.ru/guidance/electronics-leso3/2

Вместе со статьей «Статические характеристики биполярного транзистора» читают:

Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 . 2021

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/

Об авторе:
к.т.н., доц., Александр Владимирович Микушин

Кандидат технических наук, доцент кафедры САПР СибГУТИ. Выпускник факультета радиосвязи и радиовещания (1982) Новосибирского электротехнического института связи (НЭИС).

А.В.Микушин длительное время проработал ведущим инженером в научно исследовательском секторе НЭИС, конструкторско технологическом центре «Сигнал», Научно производственной фирме «Булат». В процессе этой деятельности он внёс вклад в разработку систем радионавигации, радиосвязи и транкинговой связи.

Научные исследования внедрены в аппаратуре радинавигационной системы Loran-C, комплексов мобильной и транкинговой связи «Сигнал-201», авиационной системы передачи данных «Орлан-СТД», отечественном развитии системы SmarTrunkII и радиостанций специального назначения.

Источник

Характеристики биполярного транзистора

Характеристики биполярного транзистора в основном нелинейные и выражаются сложными формулами, неудобными на практике. Поэтому проще и нагляднее использовать графики зависимости параметров транзистора между собой . Так же удобнее изображать измеренные показания параметров конкретного транзистора графическим способом.

Статические характеристики биполярного транзистора отражают зависимость между напряжениями и токами на его входе и выходе при отсутствии нагрузки.
Эти характеристики будут разные в зависимости от выбранного способа включения транзистора. В основном применяются характеристики со схемами включения с общей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ).

Для снятия на входе и выходе характеристик биполярного транзистора с ОЭ можно использовать схему как на рис.1 . В ней при помощи потенциометров R1 и R2 подаются нужные напряжения в базовую и коллекторную цепи с определенным током.

Входные характеристики биполярного транзистора

На рис.2 , для сравнения, показаны входные характеристики биполярного транзистора с ОЭ германиевого и кремневого транзисторов. Они выражают (при определенном напряжении между коллектором и эмиттером Uкэ ) зависимость базового тока Iб от приложенного между базой и эмиттером напряжением Uбэ . По форме они нелинейны и похожи на характеристики диодов, т.к. эмиттерный переход транзистора можно представить в виде диода включенным в прямом направлении.
Для каждого типа биполярных транзисторов при увеличении коллекторного напряжения характеристики немного смещаются в сторону увеличения базового напряжения, но на практике это увеличение не учитывается.
Из графиков еще видно , что в схеме с ОЭ базо-эмиттерное напряжение в германиевых транзисторах не превышает 0,4В, а в кремниевых — 0,8В. При превышении этих входных напряжений токи, проходящие через транзистор, могут стать недопустимо большими, которые приведут к пробою транзистора.

Так как входная характеристика биполярного транзистора нелинейна, значит и входное сопротивление, зависящее от напряжения на входе и тока, тоже нелинейно.
Для примера определим Iб и Iк транзистора МП42Б с коэффициентом усиления β=50 ( рис.3 ) в разных точках характеристики.
В точке А базовый ток Iб=0,02mA и тогда Iк равен
Iк=β•Iб=50•0.02=1mA.
Можно наоборот определить на графике по известному Iк=13mA базовое напряжение Uэб . Iб при таком Iк равен:
Iб=Iк/β=13/50=0,26mA.
Значит Uэб=0,25В ( точка В ).
На этой же характеристике так же можно найти сопротивление на входе транзистора для постоянного и переменного (дифференциально динамического) токов.
Сопротивление по постоянному току относится к постоянной составляющей сигнала, а по переменному — к переменной составляющей сигнала. Входное сопротивление по постоянному току имеет существенное значение для согласования между собой транзисторных каскадов и определяется по закону Ома:
R_=U/I .
В точке А на графике оно будет равно:
Rвх_= Uбэ/Iб = 0,1/ 0,02•10ˉ³ = 5 кОм.
Таким же образом находим сопротивление в точке Б — Rвх_= 1,6 кОм, и в точке В — Rвх_= 1 кОм.
Сопротивление по переменке находим тоже по закону Ома, но в только в дифференциальной форме:
Rвх

= ∆U/∆I ,
где ∆U и ∆I — приращения напряжения и тока возле выбранной точки.
Для примера определим сопротивление по переменке в точке Б ) ( рис.4 ). Задаем приращения (желтый треугольник на рисунке):
∆Uбэ = 0,225-0,175 = 0,05 В,
∆Iэ = 0,16-0,06 = 0,1 mA.
Тогда сопротивление равно:
Rвх

=0,05/0,1•10ˉ³ = 500 Ом
Аналогично вычислим Rвх

= 4кОм, а в точке В — 400 Ом. Обычно в схеме с ОЭ это сопротивление бывает в пределах от 500 Ом до 5 кОм.

Выходные характеристики биполярного транзистора

Выходные характеристики биполярного транзистора показывают зависимость коллекторного тока Iк от выходного напряжения Uэк при определенном базовом токе Iб .

На рис.5 приведено семейство выходных характеристик транзистора.
На графике видно, что выходные характеристики нелинейны, и что при увеличении Uэк от нуля до 0,4÷0,8 вольт Iк увеличивается быстро, а затем приращение уже мало и почти не зависит от величины Uэк , а зависит от Iб . Отсюда можно сделать вывод: в основном базовый ток управляет коллекторным током.

По выходной характеристике биполярного транзистора МП42Б ( рис.6 ) определим в точке Б коллекторный ток при Uкэ = 5,7 В и Iб = 40 μA. Он будет равен Iк = 4,5 mA.
А для точки А ток базы при Uкэ = 5,7 В и Iк = 8 mA будет Iб = 80 μA.

Так же по выходной характеристике этого транзистора можно найти выходные сопротивления для постоянного и переменного токов.
Сопротивление по постоянному току в точке Б будет равно:
Rвых_= Uкэ/Iк = 5,7/4,5•10ˉ³ = 1,3 кОм.
Сопротивление по переменному току при приращении:
∆U = 8-3 = 5 В; ∆I = 4,5-4 = 0,5 mA
равно:
Rвых

= ∆U/∆I = 5/0,5•10ˉ³ = 10 кОм.
Оно может достигать 50 кОм.

Для снятия входных и выходных характеристик биполярного транзистора с ОБ используют схему как на рис7 . В ней при помощи потенциометров R1 и R2 подаются нужные напряжения в базовую и коллекторную цепи с определенным током.

Входные характеристики биполярного транзистора

Входные характеристики биполярного транзисторат с ОБ показывают, как зависит Iэ от напряжения между эмиттером и базой Uэб при выбранном напряжении Uкб ( рис.8 ) для транзисторов разной проводимости.
Сравнив с входной характеристикой биполярного транзистора с ОЭ видим, что они похожи, но и имеют различия.
Это, во-первых, при увеличении коллекторного напряжения ветви характеристик германиевых и кремниевых транзисторов смещаются влево, Во-вторых, Iэ в этом случае намного больше чем базовый ток при включении с ОЭ и масштаб измерения по оси ординат уже не в микроамперах, а в милиамперах.
По входным характеристикам биполярного транзистора с ОБ можно определить такие же параметры как и с ОЭ: зависимость Iэ от Uэб , входные сопротивления Rвх_ и Rвх

.
По параметрам входной характеристики ( рис.9 ) найдем сопротивления на входе в точке А :
∆Uэб= 0,225-0,175 = 0,05 В,
∆Iэ = 16- 6 = 10 mA.
Rвх_= Uбэ/Iэ = 0,2/10•10ˉ³ =20 Ом,
Rвх

= ∆Uэб/∆Iэ =0,05/10•10ˉ³ = 5 Ом.
Вывод: на входе сопротивления в схеме с ОБ на много меньше чем с ОЭ и обычно не превышают 100 Ом.

Выходные характеристики биполярного транзистора

На рис.10 показано семейство выходных характеристик биполярного транзистора МП42Б которые выражают зависимость Iк от выходного напряжения Uбк при определенном эмиттерном токе Iэ . Они чем то похожи на выходные характеристики с ОЭ, но имеют и большие различия.
Одним из отличий является то, что Iк протекает даже тогда, когда коллекторное напряжение равно нулю. Причина в наличии источника тока в цепи эмиттера.
Второе отличие — выходные характеристики в схеме с ОБ почти горизонтальны, а это значит, что выходное сопротивление больше чем при ОЭ и может достигать по переменному току до 2 МОм.

По характеристике прямой передачи транзистора по току, которая представляет собой связь между входным и выходным токами, можно определить токовый коэффициенты усиления в схеме с ОЭ и ОБ как на рис.11
Коэффициент усиления по току с ОЭ равен:
β=∆Iк/∆Iб
где ∆Iк=2,8-2=0,8 mA;
∆Iб=30-20=10 μА.
β=0,8/10•10ˉ³= 80.
Коэффициент усиления с ОБ равен:
α=∆Iк/∆Iэ
где ∆Iк=2,8-2=0,8 mA;
∆Iэ=3-2=1 mA;
α=0,8/1=0,8.
Можно сделать вывод, что при включении биполярного транзистора с ОБ усиление по току почти не происходит.

Источник

Выходные характеристики схемы с общим эмиттером. OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Выходные характеристики схемы с общим эмиттером. OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

ВикиЧтение

OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
Кеоун Дж.

Содержание

Выходные характеристики схемы с общим эмиттером

Чтобы представить модель биполярного транзистора, мы используем схему смещения усилителя с ОЭ, представленную на рис. 9.19. Такую схему вы могли бы использовать, если бы вам пришлось исследовать выходные характеристики биполярного транзистора в лаборатории. Вы получили бы подобную характеристику, поддерживая постоянным входной ток I_В при изменении напряжения V_CE. Большинство студентов знакомо с этим экспериментом. Рассмотрим теперь этот эксперимент с точки зрения PSpice. Мы вызываем транзистор Q1 и используем имя модели BJT.

При использовании этих обозначений необходимая команда примет вид:

Q1 3 2 0 BJT

Рис. 9.19. Схема для снятия выходных характеристик усилителя ОЭ на биполярном транзисторе

Узлы приводятся в последовательности коллектор, база, эмиттер. Команда ввода модели:

.MODEL BJT NPN

где запись BJT выбрана в соответствии с нашим обозначением Q1, a NPN — тип модели для npn-транзистора. Получится следующий входной файл:

BJT PSpice Model Characteristics

VBB 1 0 1V

RS 1 2 10k

RL 3 4 0. 01

Q1 3 2 0 BJT; 3=collector, 2=base, 1=emitter

VCE 4 0 5V

.MODEL BJT NPN

.DC VCE 0 15V 0.1V

.PROBE

.END 

Проведите анализ и получите график -I(RL). Знак минус правилен относительно команды ввода R_L, показанной в файле. Используйте режим курсора, чтобы найти IC_max. Вы должны получить IC_max=2,07 мА. Характеристика показана на рис. 9.20. Удалите эту кривую и получите график I(RS), чтобы посмотреть входной ток I_B. Проверьте, что его максимальное значение I_В=20,7 мкА. Из двух полученных значений можно вычислить h_FE=100, что соответствует параметру B_F, приведенному в модели. При необходимости вы можете задавать другие значения для BF в некоторых моделях транзистора (см. список всех параметров транзистора в разделе «Q — биполярный транзистор» приложения D).

Рис. 9.20. Выходная характеристика для схемы на рис. 9.19

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Анализ усилителя с общим эмиттером, использующий упрощенную модель с h-параметрами

Анализ усилителя с общим эмиттером, использующий упрощенную модель с h-параметрами На рис. 3.28 показана упрощенная модель для использования в PSpice, на рис. 3.29 — схема ОЭ, использующая эту модель. Входной файл для анализа приведен далее: Simplified h-Parameter AnalysisVS 1 0 1mVVO 3 0 0VF 4 0 VO 50RS 1 2

Усилитель с общим эмиттером и шунтирующим конденсатором

Усилитель с общим эмиттером и шунтирующим конденсатором Обычно в усилителе с общим эмиттером (ОЭ) используют шунтирующий конденсатор, подобный Се на рис. 4.5, включенный параллельно Re, что позволяет увеличить коэффициент усиления по напряжению. Проблема состоит в том,

Усилитель с общим эмиттером с параллельной обратной связью по напряжению

Усилитель с общим эмиттером с параллельной обратной связью по напряжению В качестве примера, относящегося уже не к колебательному контуру, а к усилителю, на рис. 4.18 показана упрощенная гибридная ?-модель для усилителя ОЭ с параллельной обратной связью по напряжению. Рис.

Параллельная обратная связь по току в двухкаскадном усилителе с общим эмиттером

Параллельная обратная связь по току в двухкаскадном усилителе с общим эмиттером Для дальнейшей иллюстрации влияния обратной связи на диапазон частот на рис. 4.19 показана модель двухкаскадной схемы ОЭ с параллельной обратной связью по току. Мы снова выбрали упрощенную

Амплитудно-частотные характеристики для трехкаскадного усилителя с общим эмиттером

Амплитудно-частотные характеристики для трехкаскадного усилителя с общим эмиттером Рассмотрим теперь трехкаскадный усилитель с общим эмиттером.

Анализировать эту схему без использования компьютера слишком трудно. Здесь также приходит на помощь PSpice, позволяя провести

Входные характеристики схемы с общим эмиттером 

Входные характеристики схемы с общим эмиттером  Входные характеристики могут быть получены из входного файла, который ссылается на встроенную модель следующим образом:BJT Input CharacteristicsIBB 0 1 100uARs 1 0 1000kRL 2 3 1kQ1 2 1 0 BJTVCC 3 0 12V.MODEL BJT NPN.DC IBB 0 100uA 1uA.PROBE.ENDИз рис. 9.21 видно, что для этой

Выходные характеристики

Выходные характеристики Схема для получения выходных характеристик (рис. 10.1) содержит источник постоянного напряжения VCC с варьируемым выходным напряжением и источник постоянного тока IВ с варьируемым током. Транзистор обозначен как Q1. При использовании встроенной

Усилители с общим эмиттером

Усилители с общим эмиттером Простая схема каскада с ОЭ показана на рис. 10.5. Входной контур получен путем преобразования более сложной цепи с помощью теоремы Тевенина. Мы проводим анализ при частоте 5 кГц, при которой конденсаторы могут рассматриваться просто как короткое

Усилитель с общим эмиттером с нешунтированным эмиттерным резистором

Усилитель с общим эмиттером с нешунтированным эмиттерным резистором Когда усилитель ОЭ использует эмиттерный резистор, не шунтированный конденсатором, коэффициент усиления по напряжению схемы уменьшается, зато улучшается частотная характеристика. Схема с

Фазовые соотношения в усилителе с общим эмиттером

Фазовые соотношения в усилителе с общим эмиттером Когда в усилителе с ОЭ для стабилизации параметров смещения используется эмиттерный резистор RЕ, он шунтируется конденсатором СЕ с такой емкостью, чтобы на частоте входного сигнала эмиттер можно было бы считать

Выходные характеристики полевых транзисторов

Выходные характеристики полевых транзисторов Демонстрационная версия PSpice содержит модели для двух типов n-канальных полевых транзисторов (JFET) в библиотеке EVAL. LIB. Получим необходимый набор выходных характеристик для транзистора J2N3819. Входной файл для анализа схемы рис.

Выходные характеристики

Выходные характеристики Чтобы получить выходные характеристики, используем схему, показанную на рис. 11.11. Входной файл для нее:n-Channel MOSFET Output CharacteristicsVDD 2 0 12VVGS 1 0 0VMFET 2 10 0 IRF150; сток, исток, затвор и подложка.DC VDD 0 12V 0.8V VGS 0 8V 1V.LIB EVAL.LIB.PROBE.END Рис. 11.11. Схема для снятия характеристик

Выходные характеристики Q2N3904

Выходные характеристики Q2N3904 Для получения выходных характеристик вернемся к схеме на рис. 10.1. Создайте новый проект в Capture с именем bjtchar. Введем компонент IDC, затем R (для RB), затем снова R (для RC), затем VDC и 0 для «земли». Затем выберем транзистор типа Q2N3904 из библиотеки eval.

Изучение схем с общим эмиттером на биполярных транзисторах

Изучение схем с общим эмиттером на биполярных транзисторах Для изучения цепей смещения в главе 10 была использована схема на рис. 10.7. Соберите эту схему в Capture, создав новый проект Bjtcase. Напомним, что необходимо трижды повернуть резисторы, чтобы первый полюс каждого

9.3.2. Выходные операнды

9.3.2. Выходные операнды Во второй секции указаны выходные операнды инструкции. Каждому операнду соответствует строка адресации и выражение языка С, записанное в скобках. В случае выходных операндов (все они должны быть левосторонними значениями) строка адресации должна

Конфигурация с общим эмиттером (CE) или усилитель с общим эмиттером

Общий эмиттер Конфигурация

В конфигурация с общим эмиттером, база — входной терминал, коллектор — выходной терминал, а эмиттер — общий клемма как для входа, так и для выхода. значит база клемма и клемма с общим эмиттером известны как вход клеммы, тогда как клемма коллектора и общий эмиттер клеммы известны как выходные клеммы.

В конфигурация с общим эмиттером, клемма эмиттера заземлена поэтому конфигурация с общим эмиттером также известна как заземленная. конфигурация излучателя. Иногда конфигурация с общим эмиттером также упоминается как конфигурация CE, общий эмиттер усилитель или усилитель CE. Общий эмиттер (CE) конфигурация является наиболее широко используемым транзистором конфигурация.

Усилители с общим эмиттером (CE) используются, когда большой ток выигрыш нужен.

входной сигнал подается между выводами базы и эмиттера при этом выходной сигнал снимается между коллектором и клеммы эмиттера. Таким образом, эмиттерный вывод транзистора является общим как для ввода, так и для вывода, поэтому он называется конфигурация с общим эмиттером.

напряжение питания между базой и эмиттером обозначается V _BE а напряжение питания между коллектором и эмиттером равно обозначен V _CE .

В конфигурация с общим эмиттером (CE), входной ток или базовый ток обозначается I _B , а выходной ток или ток коллектора обозначается I _C.

Усилитель с общим эмиттером имеет среднее входное и выходное сопротивление. уровни. Таким образом, коэффициент усиления по току и коэффициент усиления по напряжению общего эмиттерный усилитель средний. Однако прирост мощности высокий.

Кому полностью описать поведение транзистора с конфигурацией CE нам нужно два набора характеристики – входные характеристики и выходные характеристики.

Ввод характеристики

входные характеристики описывают взаимосвязь между входными ток или базовый ток (I _B ) и входное напряжение или напряжение база-эмиттер (V _BE ).

Первый, нарисуйте вертикальную линию и горизонтальную линию. Вертикальная линия представляет ось Y, а горизонтальная линия представляет ось X. входной ток или базовый ток (I _B ) берётся с собой по оси y (вертикальная линия) и входное напряжение (V _BE ) _{берется по оси x (горизонтальная линия).}

Кому определить входные характеристики, выходное напряжение В _CE сохраняется постоянным при нуле вольт и входном напряжении V _BE увеличивается от нуля вольт до различных уровней напряжения. Для каждый уровень напряжения входного напряжения (В _ВЕ ), соответствующий входной ток (I _B ) записывается.

А Затем строится кривая между входным током I _B и входное напряжение В _BE при постоянном выходном напряжении В _CE (0 вольт).

Далее, выходное напряжение (V _CE ) увеличивается от нуля вольт до определенного уровня напряжения (10 вольт) и выход напряжение (В _CE ) остается постоянным на уровне 10 вольт. Пока повышение выходного напряжения (V _CE ), входного напряжение (V _BE ) поддерживается постоянным на уровне нуля вольт. После мы сохранили выходное напряжение (V _CE ) постоянным на уровне 10 вольт, входное напряжение V _BE увеличено от нуля вольт на разные уровни напряжения. Для каждого уровня напряжения входное напряжение (В _BE ), соответствующий ввод ток (I _B ) записывается.

А Затем строится кривая между входным током I _B и входное напряжение В _BE при постоянном выходном напряжении В _CE (10 вольт).

Это процесс повторяется для более высоких фиксированных значений выходного напряжения (В _СЕ ).

Когда выходное напряжение (В _CE ) находится при нулевом напряжении и переход эмиттер-база смещен в прямом направлении входным напряжением (V _BE ), переход эмиттер-база ведет себя как обычный диод с p-n переходом. Таким образом, входные характеристики Конфигурация CE такая же, как характеристики нормального pn переходной диод.

напряжение отсечки кремниевого транзистора составляет 0,7 вольта и германиевый транзистор 0,3 вольта. В нашем случае это кремниевый транзистор. Итак, из приведенного выше графика мы видим, что после 0,7 вольт небольшое увеличение входного напряжения (V _БЭ ) быстро увеличивает входной ток (I _B ).

В конфигурация с общим эмиттером (CE), входной ток (I _B ) очень мал по сравнению с входным током (I _E ) в общем базовая (CB) конфигурация. Входной ток в CE конфигурация измеряется в микроамперах (мкА) тогда как входной ток в конфигурации CB измеряется в миллиампер (мА).

В конфигурация с общим эмиттером (CE), входной ток (I _B ) производится в базовой области, которая слабо легирована и имеет небольшая ширина. Таким образом, базовая область производит только небольшой ввод текущий (I _B ). С другой стороны, в общей базе (CB), входной ток (I _E ) производится в эмиттерной области, которая сильно легирована и имеет большая ширина. Таким образом, область эмиттера производит большой входной сигнал. ток (I _Е ). Следовательно, входной ток (I _B ) произведенный в конфигурации с общим эмиттером (CE), невелик, как по сравнению с конфигурацией с общей базой (CB).

Срок для прямого смещения переход эмиттер-база действует как прямой смещенным диодом и за счет обратного смещения коллектор-база переход работает как диод с обратным смещением.

Следовательно, в ширина области обеднения на переходе эмиттер-база очень мала, тогда как ширина обедненной области на переход коллектор-база очень большой.

Если выходное напряжение V _CE приложено к переход коллектор-база еще больше увеличивается, обеднение ширина области еще больше увеличивается. Базовая область слегка легирована по сравнению с областью коллектора. Таким образом, истощение область больше проникает в базовую область и меньше в район коллектора. В результате ширина базовой области уменьшается, что, в свою очередь, уменьшает входной ток (I _Б ) производится в базовом регионе.

От вышеуказанных характеристик, мы можем видеть, что для более высоких фиксированных значений выходного напряжения V _CE кривая смещается в сторону правая сторона. Это связано с тем, что для более высоких фиксированных значений выходное напряжение, напряжение отсечки увеличивается выше 0,7 вольт. Следовательно, чтобы преодолеть это падение напряжения, необходимо больше напряжение В _BE требуется, чем в предыдущем случае.

Выход характеристики

выходные характеристики описывают взаимосвязь между выходной ток (I _C ) и выходное напряжение (V _CE ).

Первый, нарисуйте вертикальную линию и горизонтальную линию. Вертикальная линия представляет ось Y, а горизонтальная линия представляет ось X. выходной ток или ток коллектора (I _C ) взят по оси y (вертикальная линия), а выходное напряжение (V _CE ) _{берется по оси x (горизонтальная линия).}

Кому определить выходные характеристики, входной ток или базовый ток I _B поддерживается постоянным на уровне 0 мкА, а выходной напряжение V _CE увеличено с нуля вольт до разные уровни напряжения. Для каждого уровня выходного напряжения соответствующий вывод ток (I _C ).

А Затем строится кривая между выходным током I _C и выходное напряжение В _CE при постоянном входном токе I _B (0 мкА).

Когда ток базы или входной ток I _B = 0 мкА, транзистор работает в области отсечки. В этом оба перехода смещены в обратном направлении.

Далее, входной ток (I _B ) увеличивается с 0 мкА до 20 мкА путем регулировки входного напряжения (V _BE ). Вход ток (I _B ) _{поддерживается постоянным на уровне 20 мкА.}

Пока увеличение входной ток (I _B ), выходное напряжение (V _CE ) поддерживается постоянным на уровне 0 вольт.

После того, как мы сохранили ввод ток (I _B ) постоянный при 20 мкА, выходное напряжение (V _CE ) увеличивается с нуля вольт до различных уровни напряжения. Для каждого уровня напряжения выходного напряжения (V _CE ), соответствующий выходной ток (I _C ) записывается.

А Затем строится кривая между выходным током I _C и выходное напряжение В _CE при постоянном входном токе I _Б (20 мкА). Эта область известна как активная область транзистора. В этой области переход эмиттер-база смещен в прямом направлении и переход коллектор-база смещен в обратном направлении.

Это шаги повторяются для более высоких фиксированных значений входного тока I _B (т.е. 40 мкА, 60 мкА, 80 мкА и т. д.).

Когда выходное напряжение В _СЕ снижается до небольшой величины (0,2 V) переход коллектор-база смещается в прямом направлении. Этот потому что выходное напряжение V _CE имеет меньший эффект на переходе коллектор-база, чем входное напряжение V _BE .

Как мы знаем, что переход эмиттер-база уже находится в прямом направлении пристрастный. Следовательно, когда оба перехода смещены в прямом направлении, транзистор работает в области насыщения. В этом регион, небольшое увеличение выходного напряжения V _CE будет быстро увеличивает выходной ток I _С .

Транзистор параметры

Динамический ввод сопротивление (r

_i )

Динамический вход сопротивление определяется как отношение изменения входного напряжения или базовое напряжение (V _BE ) на соответствующее изменение входного тока или базового тока (I _B ), с выходное напряжение или напряжение коллектора (В _CE ) хранится в постоянный.

В Конфигурация CE, входное сопротивление очень низкое.

Динамический выходное сопротивление (r _или )
Динамический выход сопротивление определяется как отношение изменения выходного напряжения или напряжение коллектора (V _CE ) к соответствующему изменение выходного тока или тока коллектора (I _С ), с входным током или базовым током (I _B ), поддерживаемым на уровне постоянный.

В Конфигурация CE, выходное сопротивление высокое.

Коэффициент усиления по току (α)

коэффициент усиления по току транзистора в конфигурации CE определяется как отношение выходного тока или тока коллектора (I _C ) к входному току или базовому току (I _B ).

коэффициент усиления по току транзистора в конфигурации СЕ высок. Поэтому транзистор в конфигурации CE используется для усиление тока.

Различные конфигурации транзисторов — общая база, коллектор и эмиттер

В этом руководстве по транзисторам мы узнаем о различных конфигурациях транзисторов. Поскольку транзистор с биполярным переходом представляет собой устройство с 3 выводами, возможны три различные конфигурации транзисторов с BJT. Понимание этих различных конфигураций транзисторов поможет вам лучше реализовать ваше приложение.

Краткое описание

Введение

Мы знаем, что транзистор обычно имеет три вывода – эмиттер (E), базу (B) и коллектор. Но в схемных соединениях нам нужны четыре клеммы, две клеммы для входа и еще две клеммы для вывода. Чтобы преодолеть эти проблемы, мы используем один терминал как общий для действий ввода и вывода.

Используя это свойство, мы строим схемы, и эти структуры называются транзисторными конфигурациями. Как правило, существует три различных конфигурации транзисторов: конфигурация с общей базой (CB), конфигурация с общим коллектором (CC) и конфигурация с общим эмиттером (CE).

Поведение этих трех различных конфигураций транзисторов в отношении коэффициента усиления показано ниже.

• Конфигурация с общей базой (CB) : без усиления по току, но с усилением по напряжению
• Конфигурация с общим коллектором (CC) : усиление по току, но без усиления по напряжению
• Конфигурация с общим эмиттером (CE) : коэффициент усиления по току и коэффициент усиления по напряжению

Теперь мы обсудим эти три различные конфигурации транзисторов с их входными и выходными характеристиками в следующих разделах.

НАВЕРХ

Конфигурация общей базы

В этой конфигурации мы используем базу в качестве общей клеммы для входных и выходных сигналов. Само имя конфигурации указывает на общий терминал. Здесь вход подается между клеммами базы и эмиттера, а соответствующий выходной сигнал снимается между клеммами базы и коллектора при заземленной клемме базы. Здесь входными параметрами являются V _EB и I _E  и выходные параметры V _CB  и I _C . Входной ток, протекающий через вывод эмиттера, должен быть выше, чем ток базы и ток коллектора, чтобы работал транзистор, поэтому выходной ток коллектора меньше входного тока эмиттера.

Коэффициент усиления по току обычно равен или меньше единицы для этого типа конфигурации. Входные и выходные сигналы в этой конфигурации синфазны. Конфигурация схемы усилителя этого типа называется схемой неинвертирующего усилителя. Конструкция схемы этой конфигурации сложна, потому что этот тип имеет высокие значения коэффициента усиления по напряжению.

Входные характеристики этой конфигурации выглядят как характеристики светящегося фотодиода, а выходные характеристики представляют собой диод со смещением в прямом направлении. Эта конфигурация транзистора имеет высокий выходной импеданс и низкий входной импеданс. Этот тип конфигурации имеет высокий коэффициент усиления по сопротивлению, т. е. отношение выходного сопротивления к входному сопротивлению велико. Коэффициент усиления по напряжению для этой конфигурации схемы приведен ниже.

А _В = В _вых /В _в = (I _C *R _L ) / (I _E *R _в )

Коэффициент усиления по току в общей базовой конфигурации определяется как

α = выходной ток/входной ток

5 α = I _C /I _E

Схема с общей базой в основном используется в схемах однокаскадных усилителей, таких как предусилители микрофонов или радиочастотные усилители, из-за их высокой частотной характеристики. Схема транзистора с общей базой приведена ниже.

НАВЕРХ

Входные характеристики

Входные характеристики получаются между входным током и входным напряжением при постоянном выходном напряжении. Сначала оставьте выходное напряжение V _CB постоянным и измените входное напряжение V _EB для разных точек, затем в каждой точке запишите значение входного тока I _E . Повторите тот же процесс при разных уровнях выходного напряжения. Теперь с этими значениями нам нужно построить график между I _E и V _EB параметры. На приведенном ниже рисунке показаны входные характеристики общей базовой конфигурации. Уравнение для расчета входного сопротивления R _{в значении} приведено ниже.

R _в = V _EB / I _E (когда V _CB постоянна)

Back

Выходные характеристики

9

. выходной ток и выходное напряжение при постоянном входном токе. Сначала держите постоянный ток эмиттера и меняйте V _CB значение для разных точек, теперь запишите значения I _C  в каждой точке. Повторите тот же процесс с другими значениями I _E  . Наконец, нам нужно нарисовать график между V _CB и I _C при постоянном I _E. На рисунке ниже показаны выходные характеристики общей базовой конфигурации. Уравнение для расчета значения выходного сопротивления приведено ниже.

R _вых = V _CB / I _C (при I _E постоянно)

НАВЕРХ

Конфигурация с общим коллектором

В этой конфигурации мы используем клемму коллектора как общую для входных и выходных сигналов. Эта конфигурация также известна как конфигурация эмиттерного повторителя, поскольку напряжение эмиттера следует за базовым напряжением. Эта конфигурация в основном используется в качестве буфера. Эти конфигурации широко используются в приложениях согласования импеданса из-за их высокого входного импеданса.

В этой конфигурации входной сигнал подается между областью база-коллектор, а выходной сигнал берется из области эмиттер-коллектор. Здесь входными параметрами являются VBC и IB, а выходными параметрами являются VEC и IE. Конфигурация с общим коллектором имеет высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление. Входной и выходной сигналы совпадают по фазе. Здесь также ток эмиттера равен сумме тока коллектора и тока базы. Теперь давайте рассчитаем текущее усиление для этой конфигурации.

Усиление тока,

A _I = выходной ток /ток входного тока

A _I = I _E /I _B

A _I = (I _C + I _B I = (I _C + I _B B B B B B B B = = (I _C + I _I =. ) /I _B

A _I = (I _C /I _B ) + 1

A _I = β + 1

Общий схема транспорта Collector Transistor представлена ​​выше. Эта конфигурация с общим коллектором представляет собой схему неинвертирующего усилителя. Коэффициент усиления по напряжению для этой схемы меньше единицы, но он имеет большой коэффициент усиления по току, поскольку на нагрузочный резистор в этой схеме поступают токи коллектора и базы.

НАВЕРХ

Входные характеристики

Входные характеристики конфигурации с общим коллектором существенно отличаются от конфигураций с общей базой и общим эмиттером, поскольку входное напряжение V _BC в значительной степени определяется V _EC уровень. Здесь

В _EC = V _EB + V _BC

V _EB = V _EC – V _BC -общая характеристика входа коллектора я _B и входное напряжение V _CB при неизменном выходном напряжении V _EC . Поддерживайте постоянное выходное напряжение V _EC на разных уровнях и изменяйте входное напряжение V _BC для разных точек и записывайте значения I _B для каждой точки. Теперь, используя эти значения, нам нужно построить график между параметрами V _BC и I _B при константе V _EC .

НАВЕРХ

Выходные характеристики

Схема с общим коллектором работает так же, как и схема с общим эмиттером. Выходные характеристики схемы с общим коллектором получены между выходным напряжением V _EC и выходным током I _E при постоянном входном токе I _B . При работе по схеме с общим коллектором, если ток базы равен нулю, ток эмиттера также становится равным нулю. В результате через транзистор не протекает ток

Если ток базы увеличивается, то транзистор работает в активной области и, наконец, достигает области насыщения. Чтобы сначала построить график, мы сохраняем I _B на постоянное значение, и мы будем варьировать значение V _EC для различных точек, теперь нам нужно записать значение I _E для каждой точки. Повторите тот же процесс для других значений I _B . Теперь по этим значениям нам нужно построить график между параметрами I _E и V _CE при постоянных значениях I _B . На рисунке ниже показаны выходные характеристики общего коллектора.

НАВЕРХ

Конфигурация с общим эмиттером

В этой конфигурации мы используем эмиттер в качестве общей клеммы как для входа, так и для выхода. Эта конфигурация с общим эмиттером представляет собой схему инвертирующего усилителя. Здесь вход подается между областью база-эмиттер, а выход — между выводами коллектора и эмиттера. В этой конфигурации входными параметрами являются V _BE и I _B , а выходными параметрами являются V _CE и I _C .

Этот тип конфигурации в основном используется в транзисторных усилителях. В этой конфигурации ток эмиттера равен сумме малого тока базы и большого тока коллектора. т. е. I _E  = I _C + I _B . Мы знаем, что соотношение между током коллектора и током эмиттера дает коэффициент усиления по току альфа в конфигурации с общей базой, так же как соотношение между током коллектора и током базы дает коэффициент усиления по току бета в конфигурации с общим эмиттером.

Теперь давайте посмотрим на соотношение между этими двумя текущими усилениями.

Коэффициент усиления по току (α) = I _C /I _E

Коэффициент усиления по току (β) = I _C /I _B

Ток коллектора I _{C I =α B}

Эта конфигурация чаще всего используется как одна из трех конфигураций. Он имеет средние значения входного и выходного импеданса. Он также имеет средний коэффициент усиления по току и напряжению. Но выходной сигнал имеет фазовый сдвиг 1800, т.е. и вход, и выход обратны друг другу.

НАВЕРХ

Входные характеристики

Входные характеристики конфигурации с общим эмиттером получены между входным током I _B и входным напряжением V _BE при постоянном выходном напряжении V

CE . Поддерживайте постоянное выходное напряжение V _CE и изменяйте входное напряжение V _BE для разных точек, теперь запишите значения входного тока в каждой точке. Теперь, используя эти значения, нам нужно построить график между значениями I _B и V _BE при константе V _CE . Уравнение для расчета входного сопротивления R _в приведено ниже.

R _в = V _BE /I _B (когда V _CE находится в постоянной)

Верхний

Выходные характеристики

. между выходным током I _C и выходным напряжением V _CE с постоянным входным током I _B . Поддерживайте постоянный ток базы I _B и изменяйте значение выходного напряжения V _CE для разных точек, теперь запишите значение коллектора I _C для каждой точки. Постройте график между параметрами I _C и V _CE , чтобы получить выходные характеристики конфигурации с общим эмиттером.