Параметры, схемы включения биполярного транзистора

Уварова Л.В.

 

 

Физические основы электроники

 

Методические указания по выполнению

Домашнего задания

По теме «Расчет параметров транзистора и усилительного

 каскада в режиме малого сигнала»

Для студентов специальности

140604– Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов

 

 

 

Старый Оскол

2012

Рецензент: начальник АСУ прокатного производства М.Д. Вялых

Составитель: Уварова Л.В.

Методические указания к выполнению домашнего задания по курсу «Электроника» по теме «Расчет параметров транзистора и усилительного каскада в режиме малого сигнала» для студентов специальности

140604– Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов

 

© Уварова Л.В.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.................................................................................................................................................................................... 4

1. Параметры, схемы включения биполярного транзистора..................................................................................... 4

3. Постановка задания......................................................................................................................................................... 13

4. Пример выполнения задания......................................................................................................................................... 14

5. Порядок оформления домашнего задания............................................................................................................... 22

6. Контрольные вопросы................................................................................................................................................... 23

Список рекомендуемой литературы............................................................................................................................... 24

 

Введение

Данные методические материалы разработаны в соответствии с программой курса "Твердотельная электроника" для студентов специальности "Промышленная электроника".

Рассматриваются биполярные транзисторы в режиме малого сигнала: системы физических и h - параметров, аналитические связи между ними; расчет основных параметров транзистора и транзистор­ного усилительного каскада. Составлены практические задания и иллюстрирующие их примеры. 

Параметры, схемы включения биполярного транзистора

Транзистор (TRANSfer resISTOR - преобразующий сопротив­ление) - это полупроводниковый прибор, имеющий три и более внеш­них выводов, предназначенный для усиления или генерации электри­ческих сигналов, а также для коммутации электрических цепей.

Транзистор является нелинейным элементом. Работа транзисторов в различных усилителях характеризуется параметрами малого сигна­ла, еще называемыми дифференциальными параметрами. Однако в ре­жиме малого сигнала, когда входной сигнал по амплитуде меньше по сравнению с постоянным соответствующим точке покоя напряжением, связь между токами и напряжениями в некоторой области статических вольт-амперных характеристик (вах) можно считать линейной с до­пустимой степенью приближения. В этом режиме транзистор можно представить четырехполюсником (рис. 1) и считать его линейным усилительным элементом независимо от схемы его включения (рис.2 ). Сигнал считается малым, если при изменении (увеличении) переменного тока (или напряжения) в 2 раза значение измеряемого параметра остается неизменным в пределах точности измерений.

Свойства транзистора и их изменение в зависимости от режима его работы (тока коллектора, коллекторного напряжения, частоты сигнала) и температуры окружающей среды оцениваются параметрами. Физические явления в транзисторе и его электрическое состояние, а также изменение его свойств оценивают, определяют и описывают физическими параметрами.                                                                                                      

Транзистор включается в электрическую цепь таким образом, чтобы один из его электродов являлся входным, второй - выходным, а третий - общим относительно входа и выхода. В зависимости от способа включения транзистора различают три схемы его включения (рис. 2): с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и с общим коллектором (ОК).

Свойства разных схем включения транзистора описывают характеристическими параметрами, называемыми h – параметрами  или системой h -параметров.

Между физическими и h -параметрами существует однозначная функциональная связь,  позволяющая переходить от физических параметров к h – параметрам и наоборот.

Рис. 1 - Транзистор как четырёхполюсник

 

                                      

         

Рис. 2 - Схемы включения транзисторов:

а - с общей базой (ОБ); б - с общим эмиттером (ОЭ); в - с общим коллектором(OK).

                             

Рис. 3 - Кривые типичных зависимостей h - параметров транзистора: а - от тока эмиттера; б - от коллекторного напряжения; в - от температуры окружающей среды.

 

    

 

Рис. 4 - Эквивалентная схема усилительного каскада с h- параметрами