Amplificatorul cu emițător comun a fost circuitul de bază al tuturor dispozitivelor de amplificare.

În ultimul articol, am vorbit despre cel mai simplu circuit de polarizare a tranzistorului. Acest circuit (figura de mai jos) depinde și, la rândul său, depinde de temperatură, ceea ce nu este bun. Ca rezultat, la ieșirea circuitului poate apărea o distorsiune a semnalului amplificat.

Pentru a preveni acest lucru, mai sunt adăugate câteva la acest circuit și rezultatul este un circuit cu 4 rezistențe:

Să numim rezistența dintre bază și emițător R fi, iar rezistența conectată la emițător va fi apelată R uh. Acum, desigur, întrebarea principală: „De ce sunt necesare în circuit?”

Să începem cu poate R uh.

După cum vă amintiți, nu a fost în schema anterioară. Deci, să presupunem că de-a lungul lanțului + Upit—-> R la ——> colector—> emițător—> R e —-> pământ rulează un curent electric, cu o forță de câțiva miliamperi (dacă nu țineți cont de micul curent de bază, deoarece I e \u003d I k + I b) În linii mari, obținem următorul lanț:

Prin urmare, o anumită tensiune va scădea pe fiecare rezistor. Valoarea sa va depinde de puterea curentului din circuit, precum și de valoarea rezistorului în sine.

Să simplificăm puțin diagrama:

R ke este rezistența joncțiunii colector-emițător. După cum știți, depinde în principal de curentul de bază.

Ca rezultat, obținem un simplu divizor de tensiune, unde

Vedem deja asta pe emițător NU VOI tensiune la zero volți, așa cum a fost în circuitul anterior. Tensiunea pe emițător va fi deja egală cu căderea de tensiune pe rezistor R e.

Care este căderea de tensiune pe R e? Ne amintim legea lui Ohm și calculăm:

După cum putem vedea din formulă, tensiunea la emițător va fi egală cu produsul dintre curentul din circuit și valoarea rezistenței rezistorului R e. Acest lucru pare să fi fost rezolvat. De ce toată această derută, vom analiza puțin mai jos.

Care este funcția rezistențelor? R bși R fi?

Aceste două rezistențe sunt din nou un simplu divizor de tensiune. Ei setează o anumită tensiune la bază, care se va schimba dacă numai + Upit, ceea ce este extrem de rar. În alte cazuri, tensiunea de pe bază va rămâne moartă.

Înapoi la R e.

Se pare că el joacă cel mai important rol în această schemă.

Să presupunem că din cauza încălzirii tranzistorului, curentul din acest circuit începe să crească.

Acum să aruncăm o privire pas cu pas la ce se întâmplă după aceea.

a) dacă curentul din acest circuit crește, atunci crește și căderea de tensiune pe rezistor R e.

b) căderea de tensiune pe rezistor R e este tensiunea pe emițător U uh. Prin urmare, datorită creșterii curentului în circuit U uh a primit mult mai mult.

c) la bază avem o tensiune fixă U b, format dintr-un divizor de rezistențe R bși R fi

d) tensiunea dintre baza emițătorului se calculează prin formula U fi \u003d U b - U e. Prin urmare, U bae va fi mai mic deoarece U uh a crescut din cauza puterii crescute a curentului, care a crescut din cauza încălzirii tranzistorului.

e) Timpurile U bae a scăzut, de aici puterea curentă eu b trecerea prin bază-emițător a scăzut și ea.

f) Deduceți din formula de mai jos eu să

I la \u003d β x I b

Prin urmare, atunci când curentul de bază scade, scade și curentul colectorului;-) Modul de funcționare al circuitului revine la starea inițială. Drept urmare, am obținut un circuit cu feedback negativ, în rolul căruia a acționat rezistența R uh. Privind înainte, voi spune asta O negativ O fratern DIN Tie (OOS) stabilizează circuitul, iar pozitiv, dimpotrivă, duce la un haos complet, dar este uneori folosit și în electronică.

Calculul etapei de amplificare

1) În primul rând, găsim din fișa de date puterea de disipare maximă admisă pe care tranzistorul o poate disipa pe sine în mediul înconjurător. Pentru tranzistorul meu, această valoare este de 150 de miliwați. Nu vom stoarce tot sucul din tranzistorul nostru, așa că ne reducem puterea disipată prin înmulțirea cu un factor de 0,8:

Cursa P \u003d 150x0,8 \u003d 120 miliwați.

2) Determinați tensiunea pe bornă U ke. Ar trebui să fie jumătate din tensiune. Upit.

U ke \u003d Upit / 2 \u003d 12/2 \u003d 6 volți.

3) Determinați curentul colectorului:

I k \u003d P race / U ke \u003d 120 × 10 -3 / 6 \u003d 20 miliamperi.

4) Deoarece jumătate din tensiune a scăzut la nivelul colectorului-emițător U ke, apoi o altă jumătate ar trebui să cadă pe rezistențe. În cazul nostru, 6 volți cad peste rezistențe R lași R e. Adică obținem:

R la + R e \u003d (Upit / 2) / I la \u003d 6 / 20x10 -3 \u003d 300 Ohm.

R la + R e \u003d 300, A R la \u003d 10R e, deoarece K U \u003d R la / R e iar noi am luat KU=10 ,

apoi facem o ecuație mică:

10R e + R e \u003d 300

11R e = 300

R e \u003d 300 / 11 \u003d 27 Ohm

R k \u003d 27x10 \u003d 270 Ohm

5) Determinați curentul de bază eu bazez din formula:

Am măsurat coeficientul beta în exemplul anterior. L-am luat în jur de 140.

Mijloace,

I b \u003d I k / β \u003d 20x10 -3 / 140 \u003d 0,14 miliamperi

6) Curent divizor de tensiune I cazuri formata din rezistente R bși R fi, practic alegeți astfel încât să fie de 10 ori mai mult decât curentul de bază eu b:

Am cazul \u003d 10I b \u003d 10x0,14 \u003d 1,4 miliamperi.

7) Aflați tensiunea la emițător după formula:

U e \u003d I la R e \u003d 20x10 -3 x 27 \u003d 0,54 volți

8) Determinați tensiunea la bază:

U b \u003d U fi + U uh

Să luăm căderea medie de tensiune pe emițătorul de bază U fi \u003d 0,66 volți. După cum vă amintiți, aceasta este căderea de tensiune pe joncțiunea P-N.

Prin urmare, U b \u003d 0,66 + 0,54 \u003d 1,2 volți. Această tensiune va fi acum la baza noastră.

9) Ei bine, acum, știind tensiunea de la bază (este egală cu 1,2 volți), putem calcula singuri valoarea rezistențelor.

Pentru comoditatea calculelor, atașez o bucată din diagrama în cascadă:

Deci, de aici trebuie să găsim valorile rezistenței. Din formula legii lui Ohm, calculăm valoarea fiecărui rezistor.

Pentru comoditate, permiteți-ne să avem o cădere de tensiune R b numit U 1, și căderea de tensiune pe R fi va fi U 2.

Folosind legea lui Ohm, găsim valoarea rezistenței fiecărui rezistor.

R b \u003d U 1 / I afaceri \u003d 10,8 / 1,4x10 -3 \u003d 7,7 KiloOhm. Luăm de la cel mai apropiat rând 8,2 KiloOhm

R fie \u003d U 2 / I div \u003d 1,2 / 1,4x10 -3 \u003d 860 Ohm. Luăm de la un număr de 820 ohmi.

Ca rezultat, vom avea următoarele denumiri pe diagramă:

Verificarea funcționării circuitului în hardware

Nu te vei sătura de o singură teorie și calcule, așa că asamblam schema în viața reală și o verificăm în practică. Am aceasta schema:

Deci, îl iau pe al meu și mă agățăm de intrarea și ieșirea circuitului cu sonde. Forma de undă roșie este semnalul de intrare, forma de undă galbenă este semnalul de ieșire amplificat.

În primul rând, aplic un semnal sinusoidal folosind generatorul meu de frecvență chinezesc:

După cum puteți vedea, semnalul este amplificat de aproape 10 ori, așa cum era de așteptat, deoarece câștigul nostru a fost de 10. După cum am spus, semnalul amplificat în circuitul OE este în antifază, adică deplasat cu 180 de grade.

Să dăm un alt semnal triunghiular:

Se pare că bâzâie. Dacă te uiți cu atenție, există ușoare distorsiuni. Neliniaritatea caracteristicii de intrare a tranzistorului se face simțită.

Dacă ne amintim oscilograma unui circuit cu două rezistențe

atunci puteți vedea o diferență semnificativă în amplificarea semnalului triunghiular

Concluzie

Circuitul OE în perioada de vârf a popularității tranzistoarelor bipolare a fost folosit ca fiind cel mai popular. Și există o explicație pentru asta:

in primul rand, acest circuit amplifică atât în ​​curent cât și în tensiune și deci în putere, deoarece P=UI.

În al doilea rând, impedanța sa de intrare este mult mai mare decât impedanța sa de ieșire, făcând acest circuit o sarcină excelentă de putere scăzută și o sursă excelentă de semnal pentru sarcinile ulterioare.

Ei bine, acum câteva dezavantaje:

1) Circuitul consumă o cantitate mică de curent în timp ce este în modul de așteptare. Aceasta înseamnă că nu are sens să-l alimentezi din baterii pentru o perioadă lungă de timp.

2) este deja învechit în epoca noastră de microelectronică. Pentru a asambla un amplificator, este mai ușor să cumpărați un microcircuit gata făcut și să îl faceți pe baza

Luați în considerare circuitul de comutare al unui tranzistor cu un emițător comun.
- însuși termenul denumirii acestei incluziuni vorbește deja despre specificul acestei scheme. Un emițător comun, iar în kration este un OE, implică faptul că intrarea acestui circuit și ieșirea au un emițător comun.
Luați în considerare schema:

în acest circuit vedem două surse de alimentare, primul de 1,5 volți este folosit ca semnal de intrare pentru tranzistor și întreg circuitul. A doua sursă de alimentare este de 4,5 volți, rolul ei este de a alimenta tranzistorul și întregul circuit. Elementul de circuit Rn este sarcina tranzistorului sau, mai simplu, consumatorul.
Acum să urmărim însăși funcționarea acestui circuit: o sursă de alimentare de 1,5 volți servește ca semnal de intrare pentru tranzistor, intrând în baza tranzistorului, îl deschide. Dacă luăm în considerare ciclul complet al trecerii curentului de bază, va fi astfel: curentul trece de la plus la minus, adică pe baza unei surse de alimentare de 1,5 volți, și anume de la borna +, curentul trece prin emițător comun care trece prin bază și își închide circuitul la borna bateriei 1,5 volți. În momentul în care curentul trece prin bază, tranzistorul este deschis, astfel tranzistorul permite a doua sursă de alimentare de 4,5 volți să alimenteze Rn. să vedem curgerea curentului de la a doua sursă de alimentare de 4,5 volți. Când tranzistorul este deschis de curentul de intrare de bază, un curent trece prin emițătorul tranzistorului de la sursa de alimentare de 4,5 volți și iese din colector direct la sarcina Rn.
Câștigul este egal cu raportul dintre curentul colectorului și curentul de bază și poate ajunge de obicei de la zeci la câteva sute. Un tranzistor conectat conform unui circuit emițător comun poate da teoretic amplificarea maximă a semnalului în ceea ce privește puterea, în raport cu alte opțiuni de pornire a tranzistorului.
Acum luați în considerare circuitul pentru pornirea unui tranzistor cu un colector comun:


În această diagramă, vedem că există un colector comun la intrarea și ieșirea tranzistorului. Prin urmare, acest circuit este apelat cu un colector comun OK.
Să luăm în considerare funcționarea sa: ca și în circuitul anterior, semnalul de intrare ajunge la bază (în cazul nostru, acesta este curentul de bază) deschide tranzistorul. Când tranzistorul este deschis, curentul de la bateria de 4,5 V trece de la borna + a bateriei prin sarcina Rn, intră în emițătorul tranzistorului, trece prin colector și își încheie cercul. Intrarea cascadei cu această includere a OK are o rezistență ridicată, de obicei de la zecimi de megaohm la câțiva megaohmi, datorită faptului că joncțiunea colector a tranzistorului este blocată. Și impedanța de ieșire a cascadei, dimpotrivă, este mică, ceea ce face posibilă utilizarea unor astfel de cascade pentru a potrivi cascada anterioară cu sarcina. O cascadă cu un tranzistor conectat conform unui circuit colector comun nu amplifică tensiunea, ci amplifică curentul (de obicei de 10 ... 100 de ori). Vom reveni asupra acestor detalii în articolele următoare, deoarece nu este posibil să acoperim totul și pe toată lumea deodată.
Să luăm în considerare circuitul de comutare al unui tranzistor cu o bază comună.


Numele OB ne spune deja multe acum - înseamnă că prin pornirea tranzistorului, baza comună privind intrarea și ieșirea tranzistorului.
În acest circuit, semnalul de intrare este aplicat între bază și emițător - la ce ne servește o baterie cu o valoare nominală de 1,5 V, curentul trecându-și ciclul de la plus prin emițătorul tranzistorului de-a lungul bazei sale, deschizând astfel tranzistorul pentru trecerea tensiunii de la colector la sarcina Rn. Impedanța de intrare a cascadei este mică și variază de obicei de la unități la sute de ohmi, ceea ce este atribuit dezavantajului pornirii descrise a tranzistorului. În plus, pentru funcționarea cascadei cu un tranzistor de bază comună, sunt necesare două surse de alimentare separate, iar câștigul curentului în cascadă este mai mic decât unitatea. Câștigul de tensiune al cascadei ajunge adesea de la zeci la câteva sute de ori.
Aici am luat în considerare trei circuite de comutare a tranzistorului, pentru a extinde cunoștințele pot adăuga următoarele:
Cu cât este mai mare frecvența semnalului la intrarea etajului tranzistorului, cu atât câștigul de curent este mai mic.
Joncțiunea colector a tranzistorului are o rezistență ridicată. O creștere a frecvenței duce la o scădere a capacității reactive a joncțiunii colectorului, ceea ce duce la manevrarea semnificativă a acesteia și la deteriorarea proprietăților de amplificare ale cascadei.

Circuitul de pornire a unui tranzistor bipolar cu un emițător comun este prezentat în fig. 6.13:

Într-un tranzistor conectat conform unui circuit emițător comun, există o amplificare nu numai în tensiune, ci și în curent. Parametrii de intrare pentru circuitul emițător comun vor fi curentul de bază eu B, și tensiunea la bază în raport cu emițătorul U BE, iar caracteristicile de ieșire vor fi curentul colectorului eu La si tensiunea colectorului U EC. Pentru orice tensiune:

O caracteristică distinctivă a modului de funcționare cu OE este aceeași polaritate a tensiunii de polarizare la intrare (bază) și la ieșire (colector): un potențial negativ în cazul pnp-tranzistor si pozitiv in caz npn-tranzistor. În acest caz, joncțiunea bază-emițător este deplasată în direcția înainte, iar joncțiunea bază-colector este deplasată în direcția opusă.

Anterior, la analiza unui tranzistor bipolar într-un circuit de bază comun, relația dintre curentul colectorului și curentul emițătorului a fost obținută în următoarea formă:
. Într-un circuit emițător comun pentru pnp-tranzistor (după prima lege a lui Kirchhoff) (6.1):
, de aici obținem:

Coeficient α/(1-α) numit câștig de curent al unui tranzistor bipolar într-un circuit cu un emițător comun . Notăm acest coeficient prin semn β , asa de:

Coeficient de transfer de curent pentru un tranzistor cu emițător comun β arată de câte ori se modifică curentul colectorului eu K când curentul de bază se modifică eu B. Deoarece valoarea coeficientului de transfer α aproape de unitate ( α <1), то из уравнения (6.38) следует, что коэффициент усиления β va fi semnificativ mai mare decât unitatea β >>1). Cu valorile coeficientului de transfer α \u003d 0,98 ÷ 0,99 factorul de amplificare a curentului de bază va fi în interval β =50÷100.

6.2.1 Caracteristicile statice curent-tensiune ale unui tranzistor conectat într-un circuit cu emițător comun

Luați în considerare CVC pnp-tranzistor în modul OE (Fig. 6.13, 6.14).

La U EC =0
. Odată cu creșterea tensiunii U FI concentrația la joncțiunea EB crește (Fig. 6.15, a), crește gradientul de concentrație al găurilor injectate, curentul de difuzie al găurilor, ca într-o polarizare directă. pn-tranziție, crește exponențial (t. A) și diferă de curentul emițătorului doar la scară (6.36) .

Cu tensiuni inverse pe colector și o tensiune fixă ​​pe EP | U FI| (Fig. 6.15, b) va fi de asemenea constantă concentrația găurilor din bază în apropierea emițătorului. Creșterea tensiunii U EC va fi însoțită de o extindere a SCR a joncțiunii colectoare și de o scădere a lățimii bazei (efectul Early) și, în consecință, de o scădere a numărului total de găuri din bază.

În acest caz, gradientul de concentrație al găurilor din bază va crește, ceea ce duce la o scădere suplimentară a concentrației lor. Prin urmare, numărul de recombinări de electroni și găuri în bază pe unitatea de timp scade (coeficientul de transfer crește ). Deoarece electronii pentru recombinare vin prin terminalul de bază, curentul de bază scade și caracteristicile de intrare I–V sunt deplasate în jos.

La U FI=0 și tensiune negativă a colectorului ( U kb << 0) curentul prin joncțiunea emițătorului este zero, la baza tranzistorului concentrația de găuri este mai mică decât cea de echilibru, deoarece pentru CP această concentrație este zero, iar pentru EP valoarea ei este determinată de valoarea de echilibru. Un curent de orificii extras din colector curge prin joncțiunea colectorului eu EC 0 .

În bază, ca în pn-tranzitie cu polarizare inversa, procesul de generare termica va prevala asupra procesului de recombinare. Electronii generați părăsesc baza prin terminalul bazei, ceea ce înseamnă că există un curent electric direcționat către baza tranzistorului (p. B). Acesta este modul a tăia calea, se caracterizează printr-o schimbare a direcției curentului de bază.

Ieșire VAC.

LA activ modul (| U EC |> |U FI |>0 ) fluxul de orificii injectat de emiţătorul  p este extras de joncțiunea colectorului în același mod ca în modul OB, cu un coeficient
. O parte din găuri (1-α) p se recombină la bază cu electronii proveniți din contactul ohmic al bazei.

Pe măsură ce curentul de bază crește, sarcina electronului negativ reduce bariera de potențial a joncțiunii emițătorului, provocând injectarea suplimentară de găuri în bază.

Să analizăm de ce modificări mici în curentul de bază eu B provoacă modificări semnificative ale curentului colectorului eu K. Valoarea coeficientului β , semnificativ mai mare decât unitatea, înseamnă că coeficientul de transfer α aproape de unitate. În acest caz, curentul colectorului este aproape de curentul emițătorului, iar curentul de bază (recombinare prin natura fizică) este mult mai mic decât atât curenții de colector, cât și de emițător. Cu valoarea coeficientului α = 0,99 din 100 de găuri injectate prin joncțiunea emițătorului, 99 sunt extrase prin joncțiunea colectorului și doar una se va recombina cu electronii din bază și va contribui la curentul de bază.

Dublarea curentului de bază (două găuri ar trebui să se recombine) va provoca de două ori mai multă injecție prin joncțiunea emițătorului (ar trebui să fie injectate 200 de găuri) și, în consecință, extracția prin joncțiunea colector (ar trebui extrase 198 de găuri). Astfel, o mică modificare a curentului de bază, de exemplu de la 5 la 10 µA, determină modificări mari ale curentului colectorului, respectiv de la 500 µA la 1000 µA. Curentul de bază determină o creștere a curentului colectorului cu un factor de 100.

Prin analogie cu (6.34), putem scrie:

Luând în considerare (6.1):
, primim:

Dat fiind

unde este curentul termic prin intermediul unui singur colector pn- tranziție în modul de bază detașată (cu
, t. C, mod a tăia calea). Datorită polarizării înainte a tranziției de bază (Fig. 6.16), curentul
mult mai mult decât curentul termic al colectorului eu la 0 .

În modul saturare baza trebuie să fie îmbogățită cu purtători minori. Criteriul pentru acest regim este concentrația de echilibru a purtătorilor pe CS ( U KB =0 ). În virtutea ecuaţiei U EC = U KB + U FI, egalitatea tensiunii la joncțiunea colectorului cu zero poate avea loc la tensiuni negative mici între bază și emițător. La U EC 0 și U FI <0, оба перехода смещаются в прямом направлении, их сопротивление падает. При малых напряжениях на коллекторе (U EC < U FI) U KBîși schimbă semnul, rezistența joncțiunii colectorului scade brusc, colectorul începe să injecteze găuri în bază. Fluxul orificiilor din colector compensează fluxul orificiilor din emițător. Curentul colectorului își schimbă semnul (această zonă nu este de obicei afișată pe caracteristicile de ieșire IV).

La tensiuni înalte pe colector, este posibilă o defecțiune a joncțiunii colectorului datorită înmulțirii în avalanșă a purtătorilor în SCR (punctul D). Tensiunea de defalcare depinde de gradul de dopaj al regiunilor tranzistorului. În tranzistoarele cu o bază foarte subțire, este posibil să se extindă SCR-ul pe întreaga regiune a bazei (baza este perforată).

Comparând caracteristicile de ieșire I–V ale unui tranzistor conectat conform circuitului cu OE și OB (Fig. 6.17), se pot observa două caracteristici cele mai semnificative: în primul rând, caracteristicile circuitului cu OE au o pantă mai mare, indicând o scădere. în rezistența de ieșire a tranzistorului și, în al doilea rând, trecerea la modul de saturație este observată la tensiuni negative ale colectorului.

Creșterea curentului de colector odată cu creșterea U EC determinată prin scăderea lăţimii bazei. Coeficienți de transfer æ și transferul de curent al emițătorului α crește, dar coeficientul de transfer al curentului de bază în circuitul cu OE
crescand mai repede α . Prin urmare, cu un curent de bază constant, curentul colectorului crește mai mult decât în ​​circuitul OB.

6.3 Pornirea tranzistorului conform circuitului colector comun

Dacă circuitele de intrare și de ieșire au un electrod colector comun (OK) și curentul de ieșire este curentul emițătorului, iar curentul de intrare este baza, atunci pentru coeficientul de transfer de curent este adevărat:

Într-o astfel de includere, coeficientul de transfer de curent este puțin mai mare decât în ​​includerea unui OE, iar câștigul de tensiune este puțin mai mic decât unitatea, deoarece diferența de potențial dintre bază și emițător este practic independentă de curentul de bază. Potențialul emițătorului repetă practic potențialul de bază, prin urmare, o cascadă construită pe baza unui tranzistor cu OK se numește adept emițător. Cu toate acestea, acest tip de includere este folosit relativ rar.

Comparând rezultatele obținute, se poate concluzii :

Circuitul OE are un câștig mare atât în ​​tensiune, cât și în curent, are cel mai mare câștig de putere. Rețineți că circuitul modifică faza tensiunii de ieșire cu 180. Acesta este cel mai comun circuit de amplificare.

Circuitul OB amplifică tensiunea (la fel ca și circuitul OE), dar nu amplifică curentul. Faza tensiunii de ieșire în raport cu intrarea nu se modifică. Circuitul își găsește aplicație în amplificatoare de frecvențe înalte și de microunde.

Circuitul cu OK (emitter follower) nu amplifică tensiunea, ci amplifică curentul. Aplicația principală a acestui circuit este potrivirea rezistențelor unei surse de semnal și a unei sarcini cu rezistență scăzută.

Circuit emițător comun

Un circuit cu un emițător comun (CE) este prezentat în fig. 1.11. tranzistor p-r-p in acest circuit functioneaza la fel ca in circuitul cu OB. Remarcăm doar că direcția general acceptată a curenților (de la +E La – sursă de tensiune), indicată în fig. 1.11 A, opus direcției de mișcare a electronilor. O trăsătură caracteristică a unui circuit cu OE este că sarcina este situată în circuitul colector (Fig. 1.11.6).

Orez. 1.11. Schemă de pornire a unui tranzistor cu un emițător comun (a); imagine tipică în diagrame(b)

În ceea ce privește circuitul cu OB, semnalul de intrare în acest circuit este tensiunea dintre bază și emițător, iar valorile de ieșire sunt curentul colectorului eu k și tensiunea de sarcină U afară = eu la R n Tranzistorul din circuitul cu OE este caracterizat de coeficientul de transfer de curent

având valorile β = 10...100, care se raportează la coeficientul α pentru schema cu OB prin relația:

Să estimăm valorile câștigurilor circuitului cu OE (sunt notate cu indicele „E”).

Curentul de ieșire, ca și în circuitul OB, este curentul eu k, care curge dar sarcina, iar curentul de intrare (spre deosebire de circuitul cu OB) este curentul de bază eu B; câștigul de curent al circuitului OE este

La α = 0,98 KIE = 0,98/(1 – 0,98) ≈ 50, i.e. câteva zeci, ceea ce este de multe ori mai mare decât coeficientul similar pentru circuitul cu OB.

Rezistența de intrare în circuitul OE este, de asemenea, semnificativ mai mare decât în ​​circuitul OB, deoarece în circuitul OE curentul de intrare este curentul de bază, iar în circuitul OB este de multe ori curentul emițătorului (și anume, 1/(1 - α ) ≈ β ori):

Valoarea rezistenței de intrare în circuitul cu OE este mai mare decât în ​​circuitul cu OB de ≈ β ori și se ridică la sute de ohmi.

Câștigul de tensiune în circuitul cu OE este proporțional cu același coeficient pentru circuitul cu OB:

În ceea ce privește câștigul de putere, circuitul cu OE datorită câștigului de curent mult mai mare depășește și de multe ori circuitul cu OB:

și depinde de coeficientul de transfer de curent β și de raportul dintre rezistența de sarcină și rezistența de intrare.

Datorită proprietăților notate, schema OE a găsit o aplicație foarte largă.

Caracteristicile de intrare și de ieșire ale circuitului emițător comun

Funcționarea circuitului este de obicei descrisă folosind caracteristicile de intrare și de ieșire ale tranzistorului într-un anumit circuit de comutare. Pentru un circuit cu OE, caracteristica de intrare este dependența curentului de intrare de tensiunea la intrarea circuitului, adică. eu B = f (UBE) la valori fixe ale colectorului de tensiune - emițător ( U ke = const).

Caracteristicile de ieșire sunt dependențele curentului de ieșire, adică. curent de colector, de la căderea de tensiune dintre colector și emițător al tranzistorului eu k = f (și FI ) la curentul de bază eu B = const.

Caracteristica de intrare repetă în esență tipul de caracteristică a diodei atunci când se aplică o tensiune directă (Fig. 1.12, b). Odată cu creșterea tensiunii U Caracteristica de intrare KE se va deplasa ușor spre dreapta.

Orez. 1.12. Ieșire (a) și intrare (b ) caracteristicile tranzistorului într-un circuit cu emițător comun

Tipul de caracteristici de ieșire (Fig. 1.12, A) puternic diferită în regiunea valorilor mici (secțiunea OA) și relativ mari U ke. Reamintim că, pentru funcționarea normală a tranzistorului, este necesar ca joncțiunii bază-emițător să fie aplicată o tensiune directă, iar joncțiunii bază-colector să fie aplicată o tensiune inversă. Prin urmare, atâta timp cât |1/ke|< 1/БЭ, напряжение на коллекторном переходе оказывается прямым, что резко уменьшает ток eu la.Când |UKE| > U Tensiune BE la joncțiunea colectorului UBK = UKE - U BE se inversează și, prin urmare, are un efect redus asupra curentului colectorului, care este determinat în principal de curentul emițătorului. La această tensiune, toți purtătorii injectați în bază de către emițător și care trec prin regiunea de bază se grăbesc către sursa externă. La tensiunea UBE< 0 эмиттер носителей не инжектирует и ток базы eu B \u003d 0, cu toate acestea, curentul curge în circuitul colectorului eu K0 (cea mai joasă caracteristică de ieșire). Acest curent corespunde curentului invers eu 0 al joncțiunii p-n obișnuite.

Când tranzistorul funcționează, modul său se schimbă. Într-adevăr, cu cât este mai mare curentul care trece prin tranzistor, cu atât este mai mare căderea de tensiune pe sarcină și, prin urmare, cu atât tensiunea va scădea pe tranzistorul însuși. Caracteristicile prezentate în fig. 1.12 a, b, descrie numai modul static munca de schema. Pentru a evalua dinamica și influența sarcinii asupra funcționării circuitului, se utilizează o metodă de calcul grafico-analitică bazată pe caracteristicile de intrare și de ieșire. Să luăm în considerare această metodă folosind caracteristicile de intrare și de ieșire ale unui circuit cu OE ca exemplu.

Să tragem o linie dreaptă prin punctul Ek trasat pe axa x și punctul E la /R n reprezentat pe axa y a caracteristicilor de ieșire ale tranzistorului. Linia rezultată este numită sarcină. Punct E la /R n această linie dreaptă corespunde unui astfel de curent care ar putea circula prin sarcină dacă tranzistorul ar fi scurtcircuitat. Punct E k corespunde unui alt caz extrem - circuitul este deschis, curentul prin sarcină este zero, iar tensiunea Uke este E la punctul R intersecția liniei de sarcină cu caracteristica statică de ieșire corespunzătoare curentului de intrare eu B, va determina modul de funcționare al circuitului, adică. curent de sarcină eu k, căderea de tensiune pe el U n = eu la R n şi căderea de tensiune (/ke pe tranzistorul propriu-zis. În fig. 1.12 , A punct R corespunde alimentării tranzistorului cu curent de bază eu B = 1 mA. Este ușor de observat că sursa curentă de bază eu B = 2 mA duce la o deplasare a punctului de operare la un punct DAR și redistribuirea tensiunilor între sarcină și tranzistor.

Exemplul 1.1. Calculați schema cu OE și R n \u003d 110 Ohm la tensiunea de intrare UBE \u003d + 0,1 V, tensiune de alimentare E k \u003d +25 V, folosind caracteristicile tranzistorului.

Soluţie. Să găsim relația E K /R n \u003d 25/110 \u003d 228 mA și, amânând punctul găsit pe axă eu la și sens E k \u003d +25 V pe axa Uke, vom desena o linie de sarcină.

În funcție de caracteristica de intrare pentru tensiunea 1/BE = 0,1 V, determinăm curentul de intrare eu B = 1 ml.

Punct de intersecție R linie dreaptă cu o caracteristică corespunzătoare eu B = 1 mA, va determina curentul eu k = 150 mA.

Tensiunea de sarcină este

Tensiunea dintre colectorul și emițătorul tranzistorului

În concluzie, observăm că regimul corespunzător punctului DAR, numit modul de saturație (pentru valori date R n și E la curent eu până la punctul DAR atinge cea mai mare valoare posibilă). Mod corespunzător unui punct LA (semnalul de intrare este zero), precum și punctul DIN (semnalul de intrare este negativ și oprește tranzistorul) este numit modul de tăiere. Toate stările intermediare ale unui tranzistor cu o sarcină între puncte DAR și LA a se referi la modul activ lucrările sale.