почему в цепь коллектора можно включать нагрузочные резисторы с большими сопротивлениями

Усилитель на биполярном транзисторе

Какие функции в усилителе
на биполярном транзисторе
выполняет резистор Rк?

Как влияет сопротивление резистора Rк
на усиление сигнала?

77 комментариев »

Сообщение от Андрей Белько — 23 марта, 2015 @ 4:12 пп

Задаёт ток коллектора, регулирование тока покоя.
При уменьшении сопротивления коллектора, будет увеличиваться ток коллектора, соответственно будет увеличиваться коэффициент усиления каскада исходя из формулы коэффициента усиления по току.

Сообщение от Ёч Эдвард — 23 марта, 2015 @ 5:00 пп

данный резистор задаёт ток коллектора, производит регулирование тока покоя.
При уменьшении сопротивления коллектора, будет увеличиваться ток коллектора, соответственно будет увеличиваться коэффициент усиления каскада

Сообщение от Татьяна Крапивина — 23 марта, 2015 @ 5:07 пп

1-С помощью него мы регулируем ток покоя. Задаём ток коллектора.
2-Уменьшаем сопротивление — увеличивается коэффициент усиления тока так,как увеличивается ток коллектора и наоборот.

Сообщение от Мацкевич Марьян — 23 марта, 2015 @ 5:24 пп

1) С помощью резистора Rк создается выходное напряжение. Rк выполняет функцию создания изменяющегося напряжения в выходной цепи за счет протекания в ней тока,управляемого по цепи базы.
2) Резистор Rk преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение.

Сообщение от Янушкевич Карина — 23 марта, 2015 @ 5:35 пп

Сообщение от Янушкевич Карина — 23 марта, 2015 @ 5:50 пп

Резистор Rk задает совместно с источником питания положение линии нагрузки, служит для выделения выходного сигнала и одновременно определяет коэффициент усиления каскада. Коэффициент усиления сигнала прямо пропорционален значению сопротивления резистора Rk.

Сообщение от Павел Рабушко — 23 марта, 2015 @ 9:39 пп

Сообщение от Стальмаков Филипп 10603213 — 23 марта, 2015 @ 9:45 пп

Этот резистор, находящийся в цепи коллектора, предназначен для преобразования тока коллектора в выходное напряжение и определяет коэффициент усиления каскада. Коэффициент усиления по напряжению усилителя с общим эмиттером приближенно равен отношению сопротивления в цепи коллектора Rк к сопротивлению в цепи эмиттера Rэ (Kу=Rк/Rэ)

Сообщение от Понтус Владислав — 23 марта, 2015 @ 10:09 пп

В этой схеме резистор Rк является нагрузкой усилителя. Чем больше сопротивление резистора Rк, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление

Сообщение от Юшкевич Дмитрий — 24 марта, 2015 @ 12:11 дп

с помощью резистора Rк в усилители на биполярном транзисторе может создаваться переменное выходное напряжение. Если Rк=0 то эффект усиления напряжения не происходит. С увеличением Rк растет коэффициент усиления схемы по напряжению, однако существует ограничение на RК сверху.

Сообщение от Надежда Сенько — 24 марта, 2015 @ 2:51 пп

Резистор Rk является коллекторной нагрузкой транзистора. С помощью этого резистора задается режим работы коллекторной цепи транзистора по постоянному току.

Сообщение от Хомяков Эдуард — 24 марта, 2015 @ 2:58 пп

сопротивление в транзисторе, которое «встречает» ток базы. Чем оно больше — тем лучше для усилительных характеристик прибора, поскольку со стороны базы обычно находиться источник слабого сигнала, у которого нужно потреблять как можно меньше тока. Идеальный вариант – это когда входное сопротивление равняется бесконечность.

Сообщение от Влвд Федорович — 24 марта, 2015 @ 3:07 пп

Rк(коллекторное сопротивление) преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.
Чем больше сопротивление резистора R2, тем выше усиление каскада в целом.

Сообщение от Дашковский Алексей — 24 марта, 2015 @ 5:19 пп

Сообщение от Якушев Дмитрий — 24 марта, 2015 @ 10:17 пп

Резистор Rк – нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначенный для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора.
Чем больше сопротивление резистора Rк, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление. Однако увеличивать сопротивление резистора Rк можно лишь до некоторого предела, превышение которого может привести даже к снижению усиления и появлению больших искажений усиливаемого сигнала.

Сообщение от Дмитрий Мшар — 25 марта, 2015 @ 1:27 дп

Резистор Rк цепи стока является сопротивлением нагрузки.Это нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и ограничения этого тока в режиме «открытого» транзистора.

Чем больше сопротивление резистора Rк, тем выше усиление. Но с этим резистором надо быть осторожным, коллекторный ток должен быть меньше предельно допустимого для данного типа транзистора.

Сообщение от Ирина Зданович — 25 марта, 2015 @ 4:02 пп

1.Резистор Rк: 1) преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе; 2) выполняет линейную функцию( участвует в задании напряжения покоя на коллекторе).
2. С увеличением сопротивление резистора Rк сигнал усилится, а с уменьшением — ослабится.

Сообщение от Николаенко Дмитрий — 25 марта, 2015 @ 4:58 пп

Rк – нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора.

Сообщение от Башаркевич Яна — 25 марта, 2015 @ 7:44 пп

1.Резистор Rк – нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора.

2.резистор увеличивает входное сопротивление каскада, при этом, уменьшает усиление входного сигнала.

Сообщение от Виктория Верешко — 25 марта, 2015 @ 8:17 пп

1)Резистор Rк предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора.

2)резистор увеличивает входное сопротивление каскада, при этом, уменьшает усиление входного сигнала.

Сообщение от Варивончик Анна — 25 марта, 2015 @ 8:21 пп

Rк(коллекторное сопротивление) преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.
Чем больше сопротивление резистора Rк, тем выше усиление каскада в целом.(Исправленный вариант).

Сообщение от Дашковский Алексей — 25 марта, 2015 @ 8:40 пп

1) коллекторное сопротивление (Rк) преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.
2) чем больше сопротивление резистора RК, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление. Однако увеличивать сопротивление резистора RK можно лишь до некоторого предела, превышение которого может привести даже к снижению усиления и появлению больших искажений усиливаемого сигнала.

Сообщение от Антон Спода — 25 марта, 2015 @ 8:58 пп

Резистора Rк преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе. Сопротивление резистора Rк влияет на усиление каскада, поэтому чем выше сопротивление, тем выше усиление каскада.

Сообщение от Шурыгин Борис — 25 марта, 2015 @ 9:05 пп

1)Резистор RК преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.
2)Больше сопротивление резистора Rк- выше усиление каскада.

Сообщение от Сазонов Пётр — 25 марта, 2015 @ 9:17 пп

Rк – нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора.Также участвует в процессе усиления.
Коэффициент усиления прямо пропорционален сопротивлению резистора Rк.

Сообщение от Даша Галтеева — 25 марта, 2015 @ 9:53 пп

Резистор Rк используется для задания тока коллектора и усиления сигнала. Т.к коэффициент усиления прямо пропорционален сопротивлению Rк, то при увеличении сопротивления Rк сигнал усиливается.

Сообщение от Ковалева Виктория — 25 марта, 2015 @ 10:03 пп

Сообщение от rrr — 26 марта, 2015 @ 10:45 дп

1) Является нагрузкой транзистора. Резистор Rк преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе.
2) Если резистор подключить между базой и коллектором, то возникает параллельная обратная связь по напряжению. При этом уменьшается коэффициент усиления сигнала и входное сопротивление схемы.

Сообщение от Лашук Майя гр.10601113 — 26 марта, 2015 @ 12:59 пп

Необходимая величина отрицательного смещения устанавливается подбором сопротивления Rк.Чем больше Rк тем больше отрицательное смещение на сетке.
Для того чтобы на сопротивлении Rк не появилось переменного напряжения, это сопротивление шунтируют конденсатором Ск.
сопротивление Rк усиливает сигнал.

Сообщение от Кирилл Струнец — 26 марта, 2015 @ 2:07 пп

Rк – резистор, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора.Резистор предназначен для регулирования или ограничения тока в электрических цепях, для стабилизации изменения напряжения.
Резистор RК, который преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.
Rk задаёт режим по постоянному току.Rк – определяет коэффициент усиления каскада.говорит об инверсии сигнала

Сообщение от Халецкая Елизавета гр10601113 — 26 марта, 2015 @ 3:41 пп

Резистор Rk – нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.
От величины Rk зависит коллекторный ток и усиление каскада в целом: чем больше сопротивление резистора Rk, тем выше усиление.

Сообщение от Александр Лисюнин — 26 марта, 2015 @ 3:50 пп

1. C помощью резистора Rк создается выходное напряжение, т.е. Rк выполняет функцию создания изменяющегося напряжения в выходной цепи за счет протекания в ней тока, управляемого по цепи базы.
2. С увеличением RК растет коэффициент усиления схемы по напряжению, однако существует ограничение на RК сверху.

Сообщение от Олег Изоитко — 26 марта, 2015 @ 6:39 пп

С помощью резистора Rк создается выходное напряжение, т.е. Rк выполняет функцию создания изменяющегося напряжения в выходной цепи за счет протекания в ней тока, управляемого по цепи базы.
С увеличением Rк усиление сигнала увеличится.

Сообщение от Бухтик Екатерина — 26 марта, 2015 @ 6:41 пп

1) Коллекторное (Rк)сопротивление влияет на входное и выходное сопротивления транзисторного каскада.Номинал резистора (Rк) ограничивает токи, протекающие через транзистор и рассеиваемую на транзисторе мощность.Rк выполняет функцию создания изменяющегося напряжения в выходной цепи за счет протекания в ней тока, управляемого по цепи базы.
2)С увеличением Rk растет коэффициент усиления схемы по напряжению,существует ограничение на Rk сверху.

Сообщение от Лобачев Владислав — 26 марта, 2015 @ 7:02 пп

Резистор Rк выполняет линейную функцию( участвует в задании напряжения покоя на коллекторе).Также он преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе.
При влиянии сопротивления резистора Rк сигнал усиливается.

Сообщение от Янина Жукович — 26 марта, 2015 @ 7:10 пп

Резистор Rк – нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора.
Rк усиливает сигнал

Сообщение от Юлия Пинчук — 26 марта, 2015 @ 7:23 пп

Задаёт ток коллектора, регулирование тока покоя.
При уменьшении сопротивления коллектора, будет увеличиваться ток коллектора, соответственно будет увеличиваться коэффициент усиления каскада исходя из формулы коэффициента усиления по току.

Сообщение от Дмитрий Кушнер — 26 марта, 2015 @ 7:41 пп

Резистор Rк – нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора. Rк положительно влияет на усиление сигнала.

Сообщение от Андрей Савошинский — 26 марта, 2015 @ 10:44 пп

Rк выполняет роль нагрузки усилителя.
Чем больше сопротивление резистора Rк, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление.

Сообщение от Сергей Лисовский — 26 марта, 2015 @ 10:44 пп

Rk выполняет функцию нагрузки усилителя.
Чем выше сопротивление Rk, тем сильнее сигнал.

Сообщение от Сергей Абрамчук — 26 марта, 2015 @ 11:31 пп

Резистор Rк является нагрузкой транзистора и определяет его усилительные свойства.Если Rк=0 то эффект усиления напряжения не происходит. С увеличением Rк растет коэффициент усиления сигнала.

Сообщение от Демидчик Марк 106123 — 27 марта, 2015 @ 12:03 дп

1. Резистор Rk определяет усилительные свойства транзистора.
2. При увеличении Rk наблюдается рост коэффициента усиления схемы по нарпряжению.

Сообщение от Евгений Свириденко — 27 марта, 2015 @ 7:18 дп

Сообщение от Малашкевич Алёна — 27 марта, 2015 @ 9:31 дп

Сообщение от Тараканова Анастасия — 27 марта, 2015 @ 9:32 дп

Резистор выполняет следующие функции:-усиливает каскад,ограничивает ток коллектора.Коэффициент усиления(К) напрямую связан с Rk.Чем больше Rk,тем больше коэффициент усиления(усиление).

Сообщение от Александра Марчук — 27 марта, 2015 @ 9:33 дп

Выпрямляет напряжения на коллекторе,усиливает сигнал при увеличении Rk

Сообщение от Мартинайтис Александр — 27 марта, 2015 @ 11:25 дп

Резистор Rк выполняет следующие функции: усиление каскада и задание тока коллектора. Сопротивление резистора усиливает сигнал.

Сообщение от Наталья Сушко — 27 марта, 2015 @ 12:12 пп

Сообщение от Евгений Рябиченко — 27 марта, 2015 @ 1:34 пп

Резистор Rk создаёт переменное напряжение в выходной цепи. Резистор Rk преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющиеся напряжение на коллекторе. С увеличением Rk увеличивается коэффициент усиления. Но у Rk есть ограничение по максимальному значению.

Сообщение от Тимофей — 27 марта, 2015 @ 2:19 пп

1) Регулирование пропускаемого тока на биполярный транзистор.
2) При увеличении сопротивления Rк коэффициент усиления также увеличиться.

Сообщение от Александр Бойков — 27 марта, 2015 @ 2:48 пп

-Регулирование пропускаемого тока на биполярный транзистор
— при увеличении сопротивления Rк коэффициент усиления тоже увеличится

Сообщение от шестак владислав — 27 марта, 2015 @ 2:52 пп

— регулирует пропускаемый ток на биполярный транзистор.
— при увеличении сопротивления, Rк коэффициент усиления тоже увеличиться.

Сообщение от Болотов Павел, гр. 10603313 — 27 марта, 2015 @ 2:55 пп

Rк – коллекторный резистор, с помощью которого создается переменное выходное напряжение (так же влияет на положение рабочей точки на выходных характеристиках- I К0 и U К0);

Сообщение от Анастасия Хлудкова — 27 марта, 2015 @ 3:06 пп

1. Резистор Rk определяет выходное сопротивление усилительного каскада и коэффициент усиления по напряжению Ku. С увеличением значения Rк коэффициент Ku возрастает.
2. UКэ = IkRk. Из этого выражения видно, что чем больше сопротивление резистора Rk, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление.

Сообщение от Михаил Лапушинсктй — 27 марта, 2015 @ 3:09 пп

1) Регулирование пропускаемого тока на биполярный транзистор.(сопротивление коллектора)
2) При увеличении сопротивления Rк коэффициент усиления также увеличиться.

Сообщение от Владимир Бурло — 27 марта, 2015 @ 3:25 пп

Резистор RК являться нагрузкой транзистора и определяет его усилительные свойства.
С увеличением RК растет коэффициент усиления схемы по напряжению

Сообщение от Марина Максимова — 27 марта, 2015 @ 3:27 пп

чем больше сопротивление резистора RК, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление. Однако увеличивать сопротивление резистора RK можно лишь до некоторого предела, превышение которого может привести даже к снижению усиления и появлению больших искажений усиливаемого сигнала.

Сообщение от Владимир Бурло — 27 марта, 2015 @ 3:31 пп

Резистор Rк преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.
При увеличении сопротивления резистора Rк коэффициент усиления также увеличивается.

Сообщение от Вишеватый Алексей — 27 марта, 2015 @ 3:35 пп

Резистор Rк – нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме «открытого» транзистора.
Ограничивает дальнейший рост тока коллектора.

Сообщение от Власюк — 27 марта, 2015 @ 3:40 пп

Резистор Rк в цепи является сопротивлением нагрузки.Чем больше сопротивление резистора Rк, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление.

Сообщение от Владислав(10609113) — 27 марта, 2015 @ 3:42 пп

Резистор Rк задает совместно с источником питания положение линии нагрузки, служит для выделения выходного сигнала и одновременно определяет коэффициент усиления каскада. Коллекторное (Rк) сопротивления влияет на выходное сопротивление транзисторного каскада.
Увеличение (уменьшение) сопротивления Rк приводит к уменьшению (увеличению) коэффициента усиления по напряжению Ku = (Umaxвых/Umaxвх)= (Rк/Rвх).

Сообщение от Гордиевич Елена — 27 марта, 2015 @ 3:47 пп

регулирование пропускаемого тока на биполярный транзистор;
при увеличении сопротивления Rк — коэффициент усиления также увеличиться.

Сообщение от Алиса Ковалёва, гр. 10603113 — 27 марта, 2015 @ 4:19 пп

Резистор Rk преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.

Если Rk будет много меньше сопротивления нагрузки и сопротивления коллектора то знак коэффицента усиления будет»-«. В противном случае необходимо учитывать их шунтирующее влияние.

Сообщение от Анастасия — 27 марта, 2015 @ 4:56 пп

резистор Rк является нагрузкой усилителя. Чем больше сопротивление резистора Rк, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление

Сообщение от Юшкевич Дмитрий — 27 марта, 2015 @ 5:24 пп

С помощью резистора Rк создается выходное напряжение, т.е. Rк выполняет функцию создания изменяющегося напряжения в выходной цепи за счет протекания в ней тока, управляемого по цепи базы.Rк являться нагрузкой транзистора и определяет его усилительные свойства. Если RК=0 то эффект усиления напряжения не происходит, т.к. UКБ=EК=const. С увеличением RК растет коэффициент усиления схемы по напряжению, однако существует ограничение на Rк сверху.

Сообщение от Ольга Король — 27 марта, 2015 @ 5:30 пп

Rk меняет меняющийся ток на синхронно мен. напряжение на коллекторе. Там же задает напряжение покоя. Если Rk Сообщение от Александр — 27 марта, 2015 @ 6:22 пп

Задаёт ток коллектора, регулирование тока покоя.
При уменьшении сопротивления коллектора, будет увеличиваться ток коллектора, соответственно будет увеличиваться коэффициент усиления каскада исходя из формулы коэффициента усиления по току.

Сообщение от Радкевич Александр — 27 марта, 2015 @ 7:10 пп

Резистор Rк является нагрузкой усилителя. Чем больше сопротивление резистора Rк, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление.

Сообщение от Масюк Сергей, Петрашко Владислав, Фролов Владислав, Карачёв Павел, гр.10601213 — 27 марта, 2015 @ 7:29 пп

1. Резистор Rк предназначен для выделения на нем усиленного выходного напряжения.
2. Чем больше сопротивление резистора Rк, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление сигнала.

Сообщение от Владислав Баранов (10609113 — 27 марта, 2015 @ 9:52 пп

Напряжение источника питания на коллекторе транзистора V подается через резистор Rк, являющийся нагрузкой, на эмиттер — через общий «заземленный» проводник, обозначаемый на схемах специальным знаком. Входной сигнал через конденсатор связи Ссв. подается к выводам базы и эмиттера, т.е. к участку база — эмиттер транзистора, а усиленный сигнал снимается с выводов эмиттера и коллектора. Эмиттер, следовательно, при таком включении транзистора является общим для входной и выходной цепей. Транзистор, по схеме с ОЭ, в зависимости от его усилительных свойств может дать 10 — 200 — кратное усиление сигнала по напряжению и 20 — 100 — кратное усиление сигнала по току. Такой способ включения транзистора по схеме с ОЭ пользуется у радиолюбителей наибольшей популярностью. Существенным недостатком усилительного каскада на транзисторе, включенном по такой схеме, является его сравнительно малое входное сопротивление — всего 500-1000 Ом, что усложняет согласование усилительных каскадов, транзисторы которых включают по такой же схеме. Объясняется это тем, что в данном случае эмиттерный р — n переход транзистора включен в прямом, т.е. пропускном, направлении. А сопротивление пропускного перехода, зависящее от прикладываемого к нему напряжения, всегда мало. Что же касается выходного сопротивления такого каскада, то оно достаточно большое (2-20 кОм) и зависит от сопротивления нагрузки Rк и усилительных свойств транзистора.

Сообщение от Алексей Конончик — 27 марта, 2015 @ 11:15 пп

усиление сигнала,задание тока коллектора

Сообщение от Кузьмицкий Денис — 27 марта, 2015 @ 11:39 пп

Резистор RК являться нагрузкой транзистора и определяет его усилительные свойства.С увеличением RК растет коэффициент усиления схемы по напряжению, однако существует ограничение на RК сверху.

Сообщение от Роман Кулак — 28 марта, 2015 @ 12:44 дп

Этот резистор служит для усиления сигнала а также для задания тока коллектора

Сообщение от юлия Ахундова — 28 марта, 2015 @ 10:04 дп

Резистор RК являться нагрузкой транзистора и определяет его усилительные свойства,. Если RК=0 то эффект усиления напряжения не происходит, т.к. UКБ=EК=const. С увеличением RК растет коэффициент усиления схемы по напряжению, однако существует ограничение на RК сверху.

Сообщение от Калитуха Алексей — 29 марта, 2015 @ 7:32 дп

Rk коллекторная нагрузка транзистора. Ограничивает ток в открытом режиме транзистора. Усиление сигнала прямопропорционально величине Rk.

Сообщение от Роман Снежко (10603313) — 2 апреля, 2015 @ 6:38 пп

Источник

Биполярные транзисторы

Устройство и принцип действия

В зависимости от принципа действия и конструктивных признаков транзисторы подразделяются на два больших класса: биполярные и полевые.

Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими между собой р-п–переходами и тремя или более выводами.

Полупроводниковый кристалл транзистора состоит из трех областей с чередующимися типами электропроводности, между которыми находятся два р-п-перехода. Средняя область обычно выполняется очень тонкой (доли микрона), поэтому р-п-переходы близко расположены один от другого.

В зависимости от порядка чередования областей полупроводника с различными типами электропроводности различают транзисторы р-п-р и п-р-п-типов. Упрощенные структуры и УГО разных типов транзисторов показаны на рисунке 1.23, а, б.

Рисунок 1.23 – Структура и УГО биполярных транзисторов

Биполярный транзистор является наиболее распространенным активным полупроводниковым прибором. В качестве основного материала для изготовления биполярных транзисторов в настоящее время используется кремний. При этом преимущественно изготовляют транзисторы п-р-п-типа, в которых основными носителями заряда являются электроны, имеющие подвижность в два-три раза выше, чем подвижность дырок.

Управление величиной протекающего в выходной цепи (в цепи коллектора или эмиттера) биполярного транзистора тока осуществляется с помощью тока в цепи управляющего электрода – базы. Базой называется средний слой в структуре транзистора. Крайние слои называются эмиттер (испускать, извергать) и коллектор (собирать). Концентрация примесей (а, следовательно, и основных носителей зарядов) в эмиттере существенно больше, чем в базе и больше, чем в коллекторе. Поэтому эмиттерная область самая низкоомная.

Для иллюстрации физических процессов в транзисторе воспользуемся упрощенной структурой транзистора п-р-п- типа, приведенной на рисунке 1.24. Для понимания принципа работы транзистора исключительно важно учитывать, что р-п-переходы транзистора сильно взаимодействуют друг с другом. Это означает, что ток одного перехода сильно влияет на ток другого, и наоборот.

В активном режиме (когда транзистор работает как усилительный элемент) к транзистору подключают два источника питания таким образом, чтобы эмиттерный переход был смещен в прямом направлении, а коллекторный – в обратном (рисунок 1.24). Под действием электрического поля источника Е_БЭ через эмиттерный переход течет достаточно большой прямой ток I_Э, который обеспечивается, главным образом, инжекцией электронов из эмиттера в базу Инжекция дырок из базы в эмиттер будет незначительной вследствие указанного выше различия в концентрациях атомов примесей.

Рисунок 1.24 – Физические процессы в биполярном транзисторе

Поток электронов, обеспечивающий ток I_Э через переход эмиттер – база показан на рисунке 1.24 широкой стрелкой. Часть инжектированных в область базы электронов (1 … 5%) рекомбинируют с основными для этой области носителями заряда – дырками, образуя во внешней цепи базы ток I_Б. Вследствие большой разности концентраций основных носителей зарядов в эмиттере и базе, нескомпенсированные инжектированные в базу электроны движутся в глубь ее по направлению к коллектору.

Вблизи коллекторного р-п-перехода электроны попадают под действие ускоряющего электрического поля этого обратносмещенного перехода. А поскольку в базе они являются неосновными носителями, то происходит втягивание (экстракция) электронов в область коллектора. В коллекторе электроны становятся основными носителями зарядов и легко доходят до коллекторного вывода, создавая ток во внешней цепи транзистора.

Таким образом, ток через базовый вывод транзистора определяют две встречно направленные составляющие тока. Если бы в базе процессы рекомбинации отсутствовали, то эти токи были бы равны между собой, а результирующий ток базы был бы равен нулю. Но так как процессы рекомбинации имеются в любом реальном транзисторе, то ток эмиттерного p-n-перехода несколько больше тока коллекторного p-n-перехода.

Для тока коллектора можно записать следующее равенство

, (1.9)

где a_ст – статический коэффициент передачи тока эмиттера;

На практике статический коэффициент передачи тока эмиттера a_ст, взависимости от типа транзистора, может принимать значения в диапазоне 0,95 … 0,998.

Ток эмиттера в транзисторе численно является самым большим и равен

, (1.10)

, (1.11)

где – статический коэффициент передачи тока базы в схеме с общим эмиттером (в справочной литературе используется обозначение h_21Э, обычно принимает значение b_ст = 20 … 1000 в зависимости от типа и мощности транзистора).

Из ранее сказанного следует, что транзистор представляет собой управляемый элемент, поскольку значение его коллекторного (выходного) тока зависит от значений токов эмиттера и базы.

Заканчивая рассмотрение принципа работы биполярного транзистора, следует отметить, что сопротивление обратносмещенного коллекторного перехода (при подаче на него обратного напряжения) очень велико (сотни килоом). Поэтому в цепь коллектора можно включать нагрузочные резисторы с весьма большими сопротивлениями, тем самым практически не изменяя значения коллекторного тока. Соответственно в цепи нагрузки будет выделяться значительная мощность.

Сопротивление прямосмещенного эмиттерного перехода, напротив, весьма мало (десятки – сотни Ом). Поэтому при почти одинаковых значениях эмиттерного и коллекторного токов мощность, потребляемая в цепи эмиттера, оказывается существенно меньше мощности, выделяемой в цепи нагрузки. Это указывает на то, что транзистор является полупроводниковым прибором, усиливающим мощность.

Технология изготовления биполярных транзисторов может быть различной: сплавление, диффузия, эпитаксия. Это в значительной мере определяет характеристики прибора. Типовые структуры биполярных транзисторов, изготовленных различными методами, приведены на рисунке 1.25. В частности, на рисунке 1.25, а показана структура сплавного, на рисунке 1.25, б – эпитаксиально—диффузионного, на рисунке 1.25, в – планарного, на рисунке 1.25, г – мезапланарного транзисторов.

Рисунок 1.25 – Способы изготовления биполярных транзисторов

Режимы работы и схемы включения транзистора

На каждый р-п-переход транзистора может быть подано как прямое, так и обратное напряжение. В соответствии с этим различают четыре режима работы биполярного транзистора: режим отсечки, режим насыщения, активный режим и инверсный режим.

Активный режим обеспечивается подачей на эмиттерный переход прямого напряжения, а на коллекторный – обратного (основной режим работы транзистора). Этот режим соответствует максимальному значению коэффициента передачи тока эмиттера и обеспечивает минимальное искажение усиливаемого сигнала.

В инверсном режиме к коллекторному переходу приложено прямое напряжение, к эмиттерному – обратное (a_ст ® min; используется очень редко).

В режиме насыщения оба перехода находятся под прямым смещением. В этом случае выходной ток не зависит от входного и определяется только параметрами нагрузки.

В режиме отсечки оба перехода смещены в обратных направлениях. Выходной ток близок к нулю.

Режимы насыщения и отсечки используется одновременно в ключевых схемах (при работе транзистора в ключевом режиме).

При использовании транзистора в электронных устройствах нужны два вывода для подачи входного сигнала и два вывода для подключения нагрузки (снятия выходного сигнала). Поскольку у транзистора всего три вывода, один из них должен быть общим для входного и выходного сигналов.

В зависимости от того, какой вывод транзистора является общим при подключении источника сигнала и нагрузки, различают три схемы включения транзистора: с общей базой (ОБ) (рисунок 1.26, а); с общим эмиттером (ОЭ) (рисунок 1.26, б); с общим коллектором (ОК) (рисунок 1.26, в).

В этих схемах источники постоянного напряжения и резисторы обеспечивают режимы работы транзисторов по постоянному току, то есть необходимые значения напряжений и начальных токов. Входные сигналы переменного тока создаются источниками и_вх. Они изменяют ток эмиттера (базы) транзистора, а, соответственно, и ток коллектора. Приращения тока коллектора (рисунок 1.26, а, б) и тока эмиттера (рисунок 1.26, в) создадут, соответственно, на резисторах R_К и R_Э приращения напряжений, которые и являются выходными сигналами и_вых.

а б в

Рисунок 1.26 – Схемы включения транзистора

При определении схемы включения транзистора необходимо учитывать то, что сопротивление источника постоянного напряжения для переменного тока близко к нулю.

Вольт-амперные характеристики транзистора

Наиболее полно свойства биполярного транзистора описываются с помощью статических вольт-амперных характеристик. При этом различают входные и выходные ВАХ транзистора. Поскольку все три тока (базовый, коллекторный и эмиттерный) в транзисторе тесно взаимосвязаны, при анализе работы транзистора необходимо пользоваться одновременно входными и выходными ВАХ.

Каждой схеме включения транзистора соответствуют свои вольт-амперные характеристики, представляющие собой функциональную зависимость токов через транзистор от приложенных напряжений. Из-за нелинейного характера указанных зависимостей их представляют обычно в графической форме.

Транзистор, как четырехполюсник, характеризуется входными и выходными статическими ВАХ, показывающими соответственно зависимость входного тока от входного напряжения (при постоянном значении выходного напряжения транзистора) и выходного тока от выходного напряжения (при постоянном входном токе транзистора).

На рисунке 1.27 показаны статические ВАХ р-п-р-транзистора, включенного по схеме с ОЭ (наиболее часто применяемой на практике).

а б

Рисунок 1.27 – Статические ВАХ биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ

Входная ВАХ (рисунок 1.27, а) подобна прямой ветви ВАХ диода. Она представляет собой зависимость тока I_Б от напряжения U_БЭ при фиксированном значении напряжения U_КЭ, то есть зависимость вида

. (1.12)

Из рисунка 1.27, а видно: чем больше напряжение U_КЭ, тем правее смещается ветвь входной ВАХ. Это объясняется тем, что при увеличении обратносмещающего напряжения U_КЭ происходит увеличение высоты потенциального барьера коллекторного р—п-перехода. А поскольку в транзисторе коллекторный и эмиттерный р—п-переходы сильно взаимодействуют, то это, в свою очередь, приводит к уменьшению базового тока при неизменном напряжении U_БЭ.

Статические ВАХ, представленные на рисунке 1.27, а, сняты при нормальной температуре (20 °С). При повышении температуры эти характеристики будут смещаться влево, а при понижении – вправо. Это связано с тем, что при повышении температуры повышается собственная электропроводность полупроводников.

Для выходной цепи транзистора, включенного по схеме с ОЭ, строится семейство выходных ВАХ (рисунок 1.27, б). Это обусловлено тем, что коллекторный ток транзистора зависит не только (и не столько, как видно из рисунка) от напряжения, приложенного к коллекторному переходу, но и от тока базы. Таким образом, выходной вольт-амперной характеристикой для схемы с ОЭ называется зависимость тока I_К от напряжения U_КЭ при фиксированном токе I_Б, то есть зависимость вида

. (1.13)

Каждая из выходных ВАХ биполярного транзистора характеризуется в начале резким возрастанием выходного тока I_К при возрастании выходного напряжения U_КЭ, а затем, по мере дальнейшего увеличения напряжения, незначительным изменением тока.

На выходной ВАХ транзистора можно выделить три области, соответствующие различным режимам работы транзистора: область насыщения, область отсечки и область активной работы (усиления), соответствующая активному состоянию транзистора, когда ½U_БЭ ½ > 0 и ½U_КЭ½> 0.

Входные и выходные статические ВАХ транзисторов используют при графо-аналитическом расчете каскадов, содержащих транзисторы.

Статические входные и выходные ВАХ биполярного транзистора р—п—р-типа для схемы включения с ОБ приведены на рисунке 1.28, а и 1.28, б соответственно.

а б

Рисунок 1.28 – Статические ВАХ биполярного транзистора для схемы включения с ОБ

Для схемы с ОБ входной статической ВАХ называют зависимость тока I_Э от напряжения U_ЭБ при фиксированном значении напряжения U_КБ, то есть зависимость вида

. (1.14)

Выходной статической ВАХ для схемы с ОБ называется зависимость тока I_К от напряжения U_КБ при фиксированном токе I_Э, то есть зависимость вида

. (1.15)

На рисунке 1.28, б можно выделить две области, соответствующие двум режимам работы транзистора: активный режим (U_КБ 0 и коллекторный переход смещен в прямом направлении).

Математическая модель биполярного транзистора

К настоящему времени известно много электрических моделей биполярных транзисторов. В системах автоматизации проектирования (САПР) радиоэлектронных средств наиболее часто используются: модели Эберса-Молла, обобщенная модель управления зарядом Гуммеля-Пуна, модель Линвилла, а также локальные П- и Т-образные модели линейных приращений Джиаколлето.

Рассмотрим, в качестве примера, один из вариантов модели Эберса-Молла (рисунок 1.29), отражающей свойства транзисторной структуры в линейном режиме работы и в режиме отсечки.

Рисунок 1.29 – Схема замещения биполярного транзистора (модель Эберса-Молла)

, (1.15)

где I_БО – ток насыщения перехода база-эмиттер (обратный ток);

y_к = (0,3 … 1,2) В – контактная разность потенциалов (зависит от типа полупроводникового материала);

т – эмпирический коэффициент.

Параллельно переходу база-эмиттер включены барьерная емкость С_бэ и диффузионная емкость С_дэ перехода. Величина С_бэ определяется обратным напряжением на переходе и_п и зависит от него по закону

, (1.16)

Диффузионная емкость является функцией тока I_б, протекающего через переход, и определяется выражением

, (1.17)

где А – коэффициент, зависящий от свойств перехода и его температуры.

Коллекторно-базовый переход моделируется аналогично, отличие состоит лишь в учете только барьерной емкости перехода

, (1.18)

так как при работе транзистора в линейном режиме и режиме отсечки коллекторного тока этот переход закрыт. Выражение для тока управляемого источника коллекторного тока, моделирующего усилительные свойства транзистора, имеет вид

, (1.19)

где b_ст – статический коэффициент передачи тока базы транзистора в схеме с общим эмиттером.

Параметры модели Эберса-Молла могут быть получены либо расчетным путем на основе анализа физико-топологической модели транзистора, либо измерены экспериментально. Наиболее легко определяются статические параметры модели на постоянном токе.

Глобальная электрическая модель дискретного биполярного транзистора, учитывающая индуктивности и емкости его выводов, представлена на рисунке 1.30.

Рисунок 1.30 – Глобальная модель биполярного транзистора

Основные параметры биполярного транзистора

При определении переменных составляющих токов и напряжений (то есть при анализе электрических цепей на переменном токе) и при условии, что транзистор работает в активном режиме, его часто представляют в виде линейного четырехполюсника (рисунок 1.31, а). Названия (физическая сущность) входных и выходных токов и напряжений такого четырехполюсника зависят от схемы включения транзистора.

а б

Рисунок 1.31 – Представление биполярного транзистора линейным четырехполюсником

Для схемы включения транзистора с общим эмиттером токи и напряжения четырехполюсника (рисунок 1.31, б) соответствуют следующим токам и напряжениям транзистора:

— i₁ – переменная составляющая тока базы;

— u₁ – переменная составляющая напряжения между базой и эмиттером;

— i₂ – переменная составляющая тока коллектора;

— u₂ – переменная составляющая напряжения между коллектором и эмиттером.

Транзистор удобно описывать, используя так называемые h-параметры. При этом система уравнений четырехполюсника в матричном виде примет вид

. (1.20)

Коэффициенты h_ij (то есть h-параметры) определяют опытным путем, используя поочередно режимы короткого замыкания и холостого хода на входе и выходе четырехполюсника.

Сущность h-параметров для схемы включения транзистора с ОЭ следующая:

— – входное сопротивление транзистора для переменного сигнала при коротком замыкании на выходе;

— – выходная проводимость транзистора при холостом ходе на входе;

— – коэффициент обратной связи по напряжению при холостом ходе на входе;

— – коэффициент передачи тока транзистора при коротком замыкании на выходе.

Используя схему замещения транзистора, можно найти зависимость h-параметров от параметров транзистора.

Вчастности, можно показать, что для схемы включения транзистора с ОЭ имеют место следующие соотношения:

, (1.21)

, (1.22)

, (1.23)

. (1.24)

В приведенных формулах использованы следующие параметры транзисторов:

— r_б – омическое сопротивление тела базы. У реальных транзисторов достигает значений 100 … 200 Ом;

— r_э – сопротивление р—п-перехода, значение которого зависит от режима работы транзистора и меняется в активном режиме в пределах долей – десятков Ом;

— b – дифференциальный коэффициент передачи тока базы, определяемый из выражения

; (1.25)

— – сопротивление коллекторной области, определяемое из выражения

, (1.26)

где r_к – дифференциальное сопротивление коллекторного перехода (обычно находится в пределах доли – десятки МОм), определяемое из выражения

(1.27)

Источник