Определим, на сколько напряжение [/бэ транзистора, работаю-щего в нормальном активном режиме, больше напряжения Uk транзистора, работающего в инверсном активном режиме, при одном и том же токе базы / б- Учитывая (2.11), из (2.81) и (2.82) найдем

f/бэ - [/б« = mcprа [ 1 + Р (1 - а/)1/{а. 11 - Р,- (1 - а)]}. (2.83)

Пример 2.6 (продолжение). Подставив числовые значения, получим Uoa- - 1/бк*==0,16 В. Учитывая, что 1/вз*=0,65 В, найдем, что UenO.iS В,

Для тока /б (рис. 2.10, б) можно записать, что

/б=(вь,х + 6к-г)/(/?б+-б)- (2.84)

Тогда

/к==(1 +Р.) /б=(1 +Pi) W.u.+6K-Er)KRB+rb)] (2.85)

Очевидно, что

/вых = ?к + /к = (вь,х - „п) ?К +

+(1 +Р,)[(-„х+6к-£г)/(/?б+б)1. (2.86)

Пример 2.6 (продолжение). Учитывая, -что напряжение t/бк меняется незначительно, для упрощения анализа считаем его постоянным и приблизительно равным напряжению f/c,,*; тогда видно, что и для этого случая выходная характеристика является прямой лннней, которую зададим двумя точками (см. рис. 2.10, 3): Ж(г/вых=-1 В, /вых = -6,09 мА) и Л(£/вых = -2 В, /„ых = = -7,21 мА).

Продифференцируем (2.86) по /,

вых-

1 вых j аиых /287)

откуда

/?вь,х= 1/?к (/B + rB/I/B + rB+d +Р,-) Rk]. (2.8S)

Выходная цепь транзисторного ключа для рассматриваемой схемы является генератором положительной ЭДС

=4,42 В (2.89)

с выходным сопротивлением, определяемым (2.88).

Если рассматриваемый транзисторный ключ выполняется как часть интегральной полупроводниковой схемы с изоляцией компонентов обратносмещенным р-«-переходом, то на выходную характеристику ключа существенное влияние окажет диод коллектор -

подложка. Эквивалентная расчетная схема для этого случая приведена на рис. 2.10, в. Для нее справедливо соотношение

-/>ехр[(-[/нь«-р/(/«?г)]. (2.90)

где/д* и t/л* - параметры характерной точки на прямой ветви вольт-амперной характеристики диода, сопротивлением базы которого пренебрегаем.

В (2.90) значения /вых подставляются с учетом его знака. Вид выходной характеристики для этого случая показан пунктирной линией на рис. 2.10, з. Отрицательные напряжения на выходе рассматриваемого ключа могут быть в том случае, когда вход нагрузки содержит источник отрицательной ЗДС с малым выходным сопротивлением или при переходных процессах в длинных линиях связи.

Рассмотрим выходную характеристику ключа для случая, когда в базу транзистора втекает ток /б = 1,4 /ввас (это состояние принято выше). Пусть [/вых положительно и составляет единицы вольт. Это имеет место, например, для нагрузки, являющейся источником положительной ЭДС с малым выходным сопротивлением.

Поскольку при положительном [/вых переход база - коллектор смещается в обратном направлении, транзистор будет работать в нормальном активном режиме и цепь коллектора можно заменить генератором тока /к = р/<нас/Бнас, а расчетная схема примет вид, представленный на рис. 2.1(), г. Для схемы справедливо соотношение

4.х=/к-Ч=Рнас/Б„ас-(/„„-[/еь,х)/?К. . (2.91)

Пример 2.6 (продолжение). Этот участок выходной характеристики является Прямой линией, которую зададим двумя точками:

0(.£/вых = 5 В, /еь,х = 6,58 мА) и Я(в„=1 В, /« = 2,58 мА).

Продифференцируем (2.91) по /вых l=(rf[/„„,/rf/,„,)(l ?K), (2.92)

откуда /?вых=/?к.

Выходная цепь транзисторного ключа для рассматриваемой схемы является генератором отрицательной ЭДС £=[/ип- ~-р/Снас/Бнас/?к=--1,58 В С ВЫХОДНЫМ сопротивлением /?к-

В процессе уменьшения [/вых при каком-то его значении транзистор войдет в состояние насыщения и расчетная схема примет ВИД, показанный на рис. 2.10, д.

Для схемы, приведенной на рис. 2.10, д, справедливо соотношение

в„х = /к + ?к = (вь,х-/;з.оех)Л-К+-Кэ) + (вых-/„„) ?К. (2.93)

пример 2.6 (продолжение). Так как rjg при заданном токе базы /5*=-= l,4-/g„др=0,1,32 мА постоянно и равно 18 Ом (2.36), то и на этом учасГке выходная характеристика является прямой линией, которую зададим двумя Точками: С(г/вых=0,-233 В, /аы1=0) и 7?(г/вы1=0,152 В, /вы1 = -3 мА).

Продифференцируем (2.93) по /вых: I вых 1 I dUвых 1 . (2 94)

откуда

?вых=-к (Гк+Гкэ)/(/?к+Гк + Гкэ) ~ Гк+Гкэ. (2.95)

Выходная цепь транзисторного ключа для рассматриваемой схемы является генератором ЭДС

иЛГ+Гуэ) кэ.остК ип(Гк+Гкэ) J

+[/;;з.„„=0,233 в (2.96)

с выходным сопротивлением, определяемым выражением (2.95).

Дальнейшее уменьшение f/вых ДО отрицательных величин переведет транзистор из состояния насыщения в инверсный активный режим, а расчетная схема примет вид, показанный на рис. 2.10, е.

Для схемы на рис. 2.10, е справедливо соотношение

/вь,х= + к=(вь,х -„п) ?к + Р,) /б. (2.97)

где /б=(£г-бк-/вь,х)/(/?г+/?б+Гб)- (2.98)

Тогда

/вых = (t/вых - [/ип) ?к + (1 + Р/) [{Ег - t/бк - UMv + /?б + Гб)].

(2.99)

Используя принятые ранее допущения относительно к И результаты анализа аналогичной расчетной схемы на рис. 2.10, б, запишем окончательные результаты:

/?в„х = [/?к(/?г+б + Гб)/1/?г+/?з-Ьгб+(1 +Р/)?к1- (2.100)

Пример 2.6 (продолжение). Точки, определяющие участок выходной характеристики для схемы на рис. 2 10 е, 5(г/аых = -1 В, /вых=6,268 мА) и /({/вых = -12 В, /вых = -7,357 мА).

Выходная цепь транзисторного ключа для рассматриваемой схемы является генератором ЭДС

Еи г + в + Б ,.

г+б+Гб+к(1+Р)

+ «б + Гб + /?к + р)