Условное обозначение п-р-п транзистора

Условное обозначение •р-п-р транзистора В

Рис. 4.4. Способы получения нужных смещений для транзисторов л-р-л-ти-па (а) и р-п-р-типа (б).

Указанные соотношения потенциалов справедливы для тех случаев, когда транзисторы работают в обычном режиме, как усилители. Однако эти соотношения будут другими, если транзистор используется в качестве переключателя или с какой-либо специальной целью.

Транзисторные усилители

Усиление можно определить как процесс, при котором небольшой ток или напряжение управляет большим током или напряжением. В идеальном случае на выходе будет получен Сигнал, воспроизводящий форму меньшего сигнала, но превосходящий его ПО амплитуде.

Авторы большинства учебников не задумываясь называют транзисторы усилителями тока. Это определение не назовешь удачным, потому что у человека задерживается мысль об усилении по току, а об усилении по напряжению он просто забывает. В транзисторе можно сделать такие соединения, что он будет давать как усиление по току, так и существенное усиление по напряжению.

Переход база - эмиттер управляет током в цепи, состоящей из коллектора и эмиттера. Так как ток в цепи базы составляет всего 2-5% тока в цепи коллектор - эмиттер, то можно сказать, что транзистор усиливает ток базы.

Для любого типа усилительного устройства мерой усиления служит коэффициент усиления. В простейшем случае коэффициент усиления можно определить как отношение выхода ко входу. Тогда коэффициент усиления по напряжению определяется

Рис. 4.5. Распределение токов в смещенном транзисторе.

так:

(4.1)

а коэффициент усиления по току так:

(4.2)

Перейдем, однако, к более конкретным понятиям и определим усиление для транзисторов. Обычно определяют два коэффициента усиления транзистора: аир.

Рассмотрим рис. 4.5. На нем изображен простой транзисторный усилитель, в котором обозначены соответствующие токи базы, эмиттера и коллектора. Запомним, что ток /б примерно равен 0,05 h, а /к = 0,95 /э. Согласно закону Кирхгофа,

/з = /б + 4.

(4.3)

Коэффициент усиления а определяется как отношение тока коллектора к току эмиттера и, согласно уравнению (4.3), всегда будет меньше единицы. Математическое выражение для а имеет следующий вид:

a = IJIs. (4.4)

Коэффициент а всегда меньше единицы, а для нашего примера, в котором /к = 0,95 /э, коэффициент а равен 0,95:

а = 4 з = 0,95/з з = 0,95. (4.5)

Пример. В п-р-«-транзисторе ток эмиттера равен 25 мА, а ток коллектора равен 23 мА. Чему равен коэффициент усиления а?

« = 4/4 = 23/25 = 0,92. (4.6)

Коэффициент усиления Р, с которым обычно оперируют при различных расчетах, определяется следующим образом:

P = 4 s. (4.7)

Коэффициент Р всегда больше единицы, и поэтому им любят пользоваться. А то, что же это за коэффициент усиления, если •он, как а, меньше единицы? Коэффициент р обозначают также Afg, и этим обозначением мы будем пользоваться. Пример. В п-р-«-транзисторе в цепи коллектора протекает ток величиной 25 мА и 100 мкА -в цепи базы. Определите коэффициент hfQ.

/э = 4/-б = 0.025 А/0,0001 А = 250. (4.8)

Закон Кирхгофа по-прежнему справедлив, и мы можем определить соотношение между коэффициентами аир:

« = Р/(1+Р). (4.9)

р = а/(1 -а). (4.10)

Примеры. Определите /i/э, 6СЛИ известно, что /к - 49 мА, а /э = 50 мА. Сначала определим коэффициент а, а затем подставим его в формулу (4.10):

« = 49/50 = 0,98, (4.11)

/г = 0,98/(1-0,98) = 49. (4.12)

Чему равен коэффициент а, если коэффициент р транзистора равен 250?

а = 250/(1+250) = 0,996. (4.13)

Усиление по напряжению в транзисторах

По сути своей транзистор является усилителем тока, так как небольшой по величине ток базы управляет значительно большим током коллектора. Однако транзистор можно также использовать и в качестве усилителя напряжения. Пример схемы, которая обеспечивает усиление по напряжению, показан На рис. 4.6. Допустим, что Явых равно Vcc/2, а Д, входной сиг-