откуда следует вывод, что координаты точки Л.о приблизительно совпадают с координатами точки F. Действительно, расчеты по (2.77) дают

f/exAj =1,602 В. а UbxF= = 1 598 В. Передаточная и лходная характеристики, построенные по расчетным данным приведены соответственно на рис. 2.9, а, б. На этом же рисунке даны графики зависимости U(,3 «идеального» транзистора и Ub3 реального транзистора от входного напряжения.

Если сопротивление в реальной схеме меньше допуска на резистор Rs. то во всех приведенных выше формулах допустимо вместо R б + г б. писать 7?б . т. е. сопротивлением Гб можно пренебречь.

Входная характеристика используется для определения входных токов и напряжений при любом виде источника управляющего сигнала с использованием графического метода. Например, если fr =0,2 В, /?Г=0, то /вх»;0, 1/„=0.2 В, транзистор закрыт, если = 2,5 В, /?г=3,9 кОм, то

1 1,5 г

Рис. 2.9. Статические характеристики ключа: а - передаточная; б - входная

/вх=132 мкА, [/вх=1,98 В, транзистор насыщен при /С„ас=1,4; если £г = =2,5 В, =20 кОм, то /вх=62 мкА, (/вх=1,26 В, транзистор работает в активном режиме. Пользуясь графическим решением, нетрудно выбрать параметры генератора, обеспечивающие необходимые условия работы ключа. Кроме того, входная характеристика используется при анализе переходных процессов в длинных линиях связи по методу Бержерона (см. § 10.3).

Учитывая вышеизложенное, самостоятельно проанализируйте характер изменения передаточной и входной характеристик при изменении нагрузки и места ее подключения, а также при изменении температуры. При анализе необходимо помнить, что входная и передаточная характеристики строятся при подключенной нагрузке.

Выходная характеристика/вых=Ь([/вых). Так как транзисторный ключ может находиться в закрытом или открытом состоянии, то выходная характеристика строится для этих двух состояний.

Пример 2.6. Для исходных данных примера 2.5 будем считать, что транзистор закрыт источником £ г =0,2 В., R г =0 и транзистор открыт источником, обеспечивающим Д:пас = 1,4 (например, £г=2,5 В, 7?р=3,9 кОм).

Необходимо помнить, что выходные характеристики строятся при отключенной нагрузке, так как выходной ток и есть ток нагрузки.

Дм h

kblX

вых

КЗ от С ~)

Рис. 2.10. Эквивалентные схемы транзисторного ключа:

а -транзистор закрыт; б, е -транзистор в инверсном активном режиме; в, ав -схемы б, е с учетом диода коллектор - подложка; г -транзистор в нормальном активном режиме; с -транзистор в режиме насыщения; з -выходные характеристики транансторного ключа

I Пренебрегая током коллектора закрытого транзистора, рассмотрим расчетную схему, приведенную на рис. 2.10, с. Для этой схемы очевидно соотношение

д,=([/„„-[/е„х) ?к. (2.78)

Пример 2.6 (продолжение). Это уравнение прямой линии, поэтому участок пыходной характеристики можно задать двумя точками, например Л(1/еых=5 В, /fy,=0), 1(С/вых=0, /вых=5 мА) (см. рнс. 2.9, б).

Продифференцируем (2.78) по 1вых-

1= ([/еь,хМ/еь,х)(1 ?к). (2.79)

откуда

dUUdh.-=R.u.= -RK. , (2.80)

Знак минус в (2.80) указывает не на то, что выходное сопротивление отрицательно (этого не может быть, так как при увеличении выходного тока напряжение на резисторе JRk также увеличивается), а на то, что обозначенное на схеме направление тока отрицательно, т. ё. для того, чтобы убрать знак минус в (2,80), необходимо считать, что ток, вытекающий из входа или выхода схемы, напряжение питания которого положительно, отрицателен.

Чтобы при расчетах получать ток с учетом его истинного знака, нужно придерживаться следующего правила; при вычислении тока в какой-либо цепи схемы в выражении для разности потенциалов необходимо первым писать потенциал точки, из которой вытекаег (в которую втекает) ток.

Пример 2.6 (продолжение). С учетом (2.78) /вых= (Г/еых-С/ип)/?к, тогда dUBM:LfdIswji=RBbix=RK, а координатами точки L будут и.вых=0, /вых = -5 мА. Это правило используется и при дальнейшем анализе.

Если выходное напряжение уменьшается от нулевого значения, то при напряжении [/вых в схеме транзисторного ключа произойдут принципиальные изменения: транзистор перейдет из закрытого состояния в инверсный активный режим работы. Эквивалентная расчетная схема для этого случая приведена на рис. 2.10, б.

По аналогии с нормальным активным режимом работы транзистора выразим уравнение вольт-амперной характеристики базокол-

лекторного перехода через характерную точку /б, [/*бк (где / б - то же значение тока базы, которое характеризует точку с координатами /б , f/бэ* для базоэмиттерного перехода транзистора, работающего в нормальном активном режиме).

Из (2.18), пренебрегая составляющими в числителе, содержащими /кбо и /эбс с учетом коэффициента га перед фт запишем

i/бэ /йг In {/б [ 1+Р П - а<)1 эБо}. (2.81)

Йз уравнений (2.8) - (2.11) Эберса - Молла найдем

f/fiK-m-Fr In {Б11 -d -«)(2.82)