Презентация "Основы электроники. Схемы включения биполярных транзисторов."

Слайд #1

Схемы включения биполярных транзисторов

Слайд #2

Схемы включения биполярного транзистора n-p-n
Схема с общим эмиттером.
Схема с общим коллектором.
Схема с общей базой.
Во всех трех вариантах регулирование входного и выходного токов
достигается изменением напряжения на эмиттерном переходе.
Это изменение может быть достигнуто регулированием входного
напряжения (ОБ) или входного тока (ОЭ, ОК)

Слайд #3

Схема с ОЭ
Коэффициент усиления по току ki представляет собой отношение амплитуд (или действующих значений) выходного и входного переменных токов:
ki = Im ВЫХ / Im ВХ = Im K / Im Б >>1
Коэффициент усиления по напряжению ku :
ku = UmВЫХ / UmВХ = UmКЭ / UmБЭ >>1
Коэффициент усиления по мощности kp
kР = РВЫХ/РВХ = ImВЫХ UmВЫХ / (ImВХ UmВХ)= = ki ku >>1
входное сопротивление транзистора RВХ:
RВХ = Um ВХ / Im ВХ = Um БЭ / Im Б
(от сотен Ом до единиц кОм )
uКЭ
iК
iБ
uБЭ
VT
iэ

Слайд #4

Схема с общим эмиттером
Достоинства
Большой коэффициент усиления по току.
Большой коэффициент усиления по напряжению.
Наибольшее усиление мощности.
Можно обойтись одним источником питания.
Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.
Недостатки
Имеет меньшую температурную стабильность. Частотные свойства такого включения по сравнению со схемой с общей базой существенно хуже, что обусловлено эффектом Миллера.

Слайд #5

Cемейство входных (а) и выходных (б) характеристик транзистора
iБ=f(uБЭ), UКЭ=const iК=f(uКЭ), IБ=const
uБЭ, В
UКЭ  0
iБ, мкА
UКЭ = 0
IК 0
а)
uКЭ, В
IБ 5
IБ 4
IБ 3
IБ 2
IБ 1
IБ = 0
iК, мА
б)

Слайд #6

Схема с ОБ
Коэффициент усиления по току ki :
ki = ImВЫХ / ImВХ = ImK / ImЭ ≈ 1
Коэффициент усиления по напряжению ku :
ku = UmВЫХ / UmВХ = UmКБ / UmЭБ >>1
Коэффициент усиления по мощности kp
kР = РВЫХ/РВХ = ImВЫХ UmВЫХ / (ImВХ UmВХ)= = ki ku >>1
Входное сопротивление транзистора RВХ:
RВХ = Um ВХ / Im ВХ = Um ЭБ / Im Э
(в десятки раз меньше, чем в схеме с ОЭ )
iК
iЭ
iБ
Е2
- +
Е1
- +

Слайд #7

Cемейство входных (а) и выходных (б) характеристик транзистора
iЭ=f(uБЭ), UКБ=const iК=f(uКБ), IЭ=const
iЭ Н
0 100 200 uБЭ, мВ
3




2




1



iЭ, мА
UКБ = 10 В
UКБ = 0
а)
-0,8 -0,4 0 10 20
iК0
3
2
1
uКБ,В
iЭ = 3,0 мА
2,5 мА
2,0 мА
1,5 мА
1,0 мА
0,5 мА
iЭ= 0 мА
iК, мА
б)

Слайд #8

Схема с общей базой
Достоинства
Среди всех трёх конфигураций обладает наименьшим входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой коэффициент усиления по напряжению. Не инвертирует фазу сигнала.
Хорошие температурные и широкий частотный диапазон, так как в этой схеме подавлен эффект Миллера.
Высокое допустимое коллекторное напряжение.
Недостатки схемы с общей базой
Малое усиление по току, немного менее 1.
Малое входное сопротивление

Слайд #9

Схема с ОК (эмиттерный повторитель)
Коэффициент усиления по току ki :
ki = Im Э / Im Б= ( Im К + Im Б ) / Im Б = =Im К / Im Б+ 1 >>1
Коэффициент усиления по напряжению ku :
ku = UmВЫХ / UmВХ =
= Um ВЫХ / (Um БЭ+ Um ВЫХ) 1
Коэффициент усиления по мощности kp
k p= k i k u  k i
Входное сопротивление транзистора RВХ:
R ВХ = (Um БЭ + Um ВЫХ) / Im Б
(десятки кОм )
-
uБЭ
uВЫХ
iЭ
iК
iБ
Е2
Е1
RН

+
uВХ
-
iЭ

Слайд #10

Схема с общим коллектором
Достоинства
Большое входное сопротивление.
Малое выходное сопротивление.
Большой коэффициент усиления по току.
Недостатки
Коэффициент усиления по напряжению немного меньше 1.
Схему с таким включением часто называют «эмиттерным повторителем». Выходной сигнал повторяет форму входного и не изменяет его фазу

Слайд #11

Эмиттерный повторитель
Uэ = Uб - 0.6В=Uвх - 0.6В = Uвых
Выходной сигнал по напряжению фактически
повторяет входной за минусом 0.6 В.
1. Входное сопротивление в схеме
значительно больше, чем выходное.
За счет этого происходит усиление входного
сигнала по току, а значит и по мощности
2. Эмиттерный повторитель обладает
способностью согласовывать сопротивления
источников сигнала и нагрузок.

Слайд #12

Сравнительный анализ различных схем включения БТ