2. Схемы включения биполярных транзисторов

В электрическую цепь транзистор включают таким образом, что один из его выводов является входным, второй – выходным, а третий – общим для входной и выходной цепей.

Как было отмечено ранее, в зависимости от того, какой электрод является общим, различают три схемы включения транзисторов: ОБ, ОЭ и ОК. Эти схемы для транзистора типа р-n-р приведены на рис. 4.3. Для транзистора n-р-n типа схемы включения отличаются лишь полярностью напряжений и направлением токов.

Не зависимо от схемы включения физические процессы в транзисторе не меняются, но существенно изменяются входные и выходные величины.

Любая из схем включения транзистора характеризуется основными показателями: коэффициентом усиления по току, входным и выходным сопротивлениями.

Для схемы с ОБ:

– входные величины I_вх = I_э, U_вх = U_эб;

– выходные величины I_вых = I_к, U_вых = U_кб;

– коэффициент усиления по току ;

– входное сопротивление мало и составляет 30-100 Ом, т.к. входная цепь представляет собой открытый эмиттерный переход;

– выходное сопротивление высокое и составляет 0,5-2,0 МОм, т.к. выходная цепь представляет собой закрытый коллекторный переход.

Достоинство схемы – хорошие температурные и частотные свойства.

Недостатки схемы:

– схема не усиливает ток, т.к.   1;

– малое входное сопротивление.

Указанные недостатки ограничивают применение схемы включения транзистора с ОБ.

Для схемы с ОЭ:

– входные величины I_вх = I_б, U_вх = U_бэ;

– выходные величины I_вых = I_к, U_вых = U_кэ;

– коэффициент усиления по току ;

– входное сопротивление малó (около 100-1000 Ом);

– выходное сопротивление высокое и составляет 2-20 кОм.

Достоинство схемы:

– высокий коэффициент усиления по току ;

– большее входное сопротивление, чем у схемы с ОБ.

Схема с ОЭ нашла наиболее широкое применение в связи с указанными достоинствами.

Недостатки схемы – худшие температурные и частотные свойства, чем у схемы с ОБ и низкое входное сопротивление, что усложняет согласование каскадов, выполненных по такой же схеме.

Следует также отметить, что при усилении каскад с ОЭ переворачивает фазу входного напряжения на 180°, т.е. входное и выходное напряжения находятся в противофазе друг по отношению к другу.

Для схемы с ОК:

– входные величины I_вх = I_б, U_вх = U_бк;

– выходные величины I_вых = I_э, U_вых = U_кэ;

– коэффициент усиления по току ;

– входное сопротивление высокое (около 0,1-1,0 МОм), т.к. входная цепь представляет собой коллекторный переход, включенный в обратном направлении;

– выходное сопротивление низкое и составляет 50-500 Ом.

Достоинство схемы:

– высокое входное сопротивление;

– низкое выходное сопротивление.

Названные достоинства позволяют включать транзистор в цепь малого входного сигнала и использовать схему ОК для согласования различных устройств по сопротивлению.

Недостаток схемы – коэффициент усиления по напряжению k_U < 1, т.е. схема не усиливает напряжение. Схема получила название эмиттерного повторителя из-за того, что нагрузка включается в цепь эмиттера, падение напряжения на котором практически равно входному напряжению как по величине, так по фазе.