Э Тема 6 Схемы включения б.п. 2 17.06.2014 20

Биполярные транзисторы. Слайд 1 из 20.
Тема
ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ
БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
(ОЭ, ОК, ОБ)
План темы
1. Схемы включения транзисторов
2. Каскад ОЭ
3. Каскад ОК
4. Каскад ОБ
5. Схемы питания каскадов
6. Контрольные вопросы
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 4 из 20.
Схемы включения транзисторов
ОЭ
Б
К
Э
Автор Останин Б.П.
ОК
Б
К
Э
ОБ
Э
К
Б
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 3 из 20.
Каскад ОЭ
Токи при наличии uВХ
Токи в режиме покоя
UП
UП
IБ0
RБ
СР
IБ0
RH
IБ0
IК0
VT
IЭ0
RБ
iВХ С iБ=IБ0+iВХ
Р
uВХ
RH
iК=IК0+iК~
VT
iЭ=iБ+iК
iК~ = iВХ·h21Э
h21Э – коэффициент усиления тока базы
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 4 из 20.
Каскад ОЭ
UП
RБ
RК
СР2
СР
uВХ
Автор Останин Б.П.
iБ
iК
VT
uВЫХ
iЭ
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 5 из 20.
Каскад ОЭ
I m ВЫХ I mK
KI 

I m ВХ
I mБ
КI – составляет десятки, сотни и даже тысячи
h21Э =  - статический коэффициент усиления тока для схемы
ОЭ. Он определяется при RH = 0, т.е. при UКЭ = const, так как
должен характеризовать только сам транзистор.
i
 К
i Б
Автор Останин Б.П.
U КЭ  const
di К

di Б
U КЭ  const
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 6 из 20.
Каскад ОЭ
Коэффициенты усиления
КU 
КU 
U ВЫХ
U ВХ
U mRH
U mББ

U mКК
U mББ
К Р  КU К I
UmБЭ – десятые доли вольта;
UmКЭ – единицы и десятки вольт;
КU – десятки, сотни.
КР – сотни, тысячи, сотни тысяч.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 7 из 20.
Входное сопротивление каскада ОЭ
rВХ 
U mВВ
I mВВ
rВХ – сотни Ом, единицы кОм
Пример. UmБЭ = 200 мВ, ImБ = 0,4 мА. тогда
rВХ = 200: 0,4 = 500 Ом.
rВЫХ - составляет единицы и десятки кОм.
Каскад инвертирует фазу входного сигнала.
Недостатки схемы ОЭ – худшие по сравнению с ОБ и ОК
частотные и температурные свойства.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 8 из 20.
Каскад ОК (эмиттерный повторитель)
Выходное напряжение полностью подаётся на вход (100% ООС)
EП
iК
СП
iБ
VT
uВХ
iЭ
RЭ
uВЫХ
ECМ
ССМ
uRЭ  RЭiЭ  uВЫХ
Автор Останин Б.П.
u ВХ  u БЭ  u ВЫХ
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 9 из 20.
Каскад ОК
Коэффициент усиления тока на единицу больше чем схемы с ОЭ
КI 
I mЭ ( I mК  I mБ ) I mК


1   1
I mБ
I mБ
I mБ
Коэффициент усиления напряжения меньше единицы
U mВВЫ
U mВВЫ
КU 

1
U mВВ
U mББ  U mВВЫ
КU  1
КР  КI
Каскад ОК не инвертирует фазу
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 10 из 20.
Каскад ОК
Входное и выходное сопротивления
rВХ 
U mВВ U mББ  U mВВЫ

I mВВ
I mБ
Входное сопротивление каскада ОК – десятки кОм.
Выходное сопротивление каскада ОК – сотни Ом - единицы кОм.
Каскад ОК не инвертирует фазу входного сигнала.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 11 из 20.
Каскад ОБ
UП
RБ1
СБ
СР2
VT
СР1
uВХ
RК
uВЫХ
RБ2
RЭ
Схема имеет значительно меньшее усиление мощности и меньшее
входное сопротивление, чем каскад ОЭ. Зато по частотным и
температурным свойствам она значительно превосходит лучшие схемы ОЭ.
I mК
КI 
11
I mЭ
Статический коэффициент передачи тока для схемы ОБ
i К

i Э
Автор Останин Б.П.
U КБ  const
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 12 из 20.
Каскад ОБ
Коэффициент усиления по напряжению такой же, как в схеме ОЭ
КU 
U mКК
U mББ
К P  КU  К I  КU
Входное сопротивление для схемы ОБ в десятки раз меньше
чем в схеме ОЭ (составляет всего лишь десятки, а у мощных
транзисторов – единицы Ом).
rВХ
U mББ

I mЭ
Выходное сопротивление достигает сотен кОм и более
Каскад ОБ не инвертирует фазу входного сигнала
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 13 из 20.
Таблица сравнения каскадов
Параметр
Схема ОЭ
Схема ОК
Схема ОБ
КI
Десятки - сотни
Десятки - сотни
Немного меньше
единицы
КU
Десятки - сотни
Немного меньше
единицы
Десятки - сотни
КP
Сотни – десятки
тысяч
Десятки - сотни
Десятки - сотни
RВХ
Сотни Ом –
единицы кОм
Десятки – сотни
кОм
Единицы –
десятки Ом
RВЫХ
Единицы –
десятки кОм
Сотни Ом –
единицы кОм
Сотни кОм –
единицы МОм
180
0
0
Фазовый сдвиг
между UВЫХ и UВХ
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 14 из 20.
Схемы питания транзистора, включённого по схеме ОЭ
EП
RБ
СП
RК
СР2
СР
VT
uВХ
U БЭ 0  Е П  RБ I Б 0
Обычно
Автор Останин Б.П.
Е П  U БЭ 0
uВЫХ
Е П  U БЭ 0
I Б0
тогда R  Е П
Б
I Б0
RБ 
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 15 из 20.
Схемы питания транзистора, включённого по схеме ОЭ
EП
СП
RБ1
RК
СР2
СР1
VT
uВХ
IД
RБ2
uВЫХ
ЕП  U БЭ 0
ЕП
RБ1 

I Д  IБ0
I Д  IБ0
RБ 2 
Автор Останин Б.П.
U БЭ 0
IД
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 16 из 20.
Схемы питания транзистора, включённого по схеме ОЭ
Способ подачи напряжения смещения с помощью делителя
применяется довольно часто, но он не экономичен. Кроме того,
делитель заметно уменьшает входное сопротивление каскада.
Для получения более стабильного напряжения смещения
желательно, чтобы ток делителя был возможно больше, а это значит,
что сопротивление делителя должно быть маленьким. Уменьшение
сопротивления делителя ведёт к уменьшению входного сопротивления
каскада. Обычно устанавливают IД = 3…5 IБ0.
1
 rВХ
Сопротивление входного разделительного конденсатора
Н СР
rВХ – входное сопротивление самого транзистора.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 17 из 20.
Ёмкости конденсаторов каскадов
Обычно
1
 0,1  rВХ
Н СР
отсюда С Р 
10
 Н rВХ
10  10 6
или в мкФ С Р 
2 f Н rВХ
Для схемы с делителем надо учесть сопротивление делителя (RБ1RБ2)
RБ 
RБ1 RБ 2
RБ1  RБ 2
Тогда входное сопротивление каскада
 
RВХ
rВХ RБ
rВХ  RБ
Ёмкость СП (в мкФ), определяется аналогично ёмкости СР
10  10 6
СП 
2 f Н RК
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 18 из 20.
Существенным недостатком транзисторов является
значительное
изменение
их
характеристик
при
изменении температуры.
Схемы стабилизации каскадов даны в следующей
презентации.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 19 из 20.
Контрольные вопросы 1
1
2
Автор Останин Б.П.
Вар.
Рис
Что изменится, если
1
1
Увеличить немного RБ
2
1
Уменьшить немного ЕП
3
1
Увеличить немного ЕП
4
1
Уменьшить немного RК
5
1
Увеличить немного RК
6
2
Уменьшить немного RБ1
7
2
Увеличить немного RБ1
8
2
Уменьшить немного RБ2
9
2
Увеличить немного RБ2
10
2
Уменьшить немного RК
11
2
Увеличить немного RК
Конец слайда
Биполярные транзисторы. Слайд 20 из 20.
Контрольные вопросы 2
1
2
Автор Останин Б.П.
Вар.
Рис
Что изменится, если
12
1
Увеличить немного ЕП
13
2
Уменьшить немного RБ
14
1
Увеличить немного RБ
15
1
Уменьшить немного ЕП
16
2
Увеличить немного ЕП
17
2
Уменьшить немного RБ1
18
2
Увеличить немного RБ1
19
2
Уменьшить немного RБ2
20
2
Увеличить немного RБ2
Конец слайда