Главная Импульсный режим работы



7. Режим насыщения имеет место при прямом смещении обоих переходов транзистора. Область насыщения в плоскости входных характеристик (рис. 6, б) прилегает к ветви с параметром f/л = О (при Uj •< 0); в плоскости выходных характеристик (рис. 6, а) она сжата в очень узкую область, в которой характеристики с разными значениями параметра /б почти сливаются в одну прямую - линию насыщения ОН; такая идеализация реальных характеристик применяется при технических расчетах. Каждой точке линии ОН (например, точке соответствуют некоторые значения

напряжения U к = кн и тока/к = / кн. называемого то/сож насыщения. Эти величины связаны линейньш уравнением I кн I = lurfs - уравнением прямой ОН. Здесь =

= rt - сопротивление насыщенного транзистора; оно определяется крутизной линии насыщения. Сопротивление /"н весьма мало (например, у германиевого транзистора типа МП40 Гн = 5 Ом). Каждой точке линии насыщения соответствует также некоторое граничное значение тока базы /g = /gg, при котором транзистор входить насыщение. Так, в точке Л1„ (рис. 6, а) ток /бн =0,5 мА.

Пусть сопротивление задано и положение нагрузочной прямой MqMh (рис. 6, а) определено. Если постепенно повышать ток базы, то рабочая точка будет перемещаться, вверх по нагрузочной прямой; соответственно будет возрастать ток /„и уменьшаться напряжение {/к- При /б =

= /бн рабочая точка достигнет точки М, в которой ток /„ =/j5H- При дальнейшем увеличении тока базы (/б > > /бн) положение рабочей точки почти не меняется, так как все характеристики с параметром /б > /бн практически проходят через точку М. С возрастанием тока /g > /бн повышается лишь степень насыщения транзистора, характеризуемая коэффициентом насыщения*:

s = ±->l. (8.10)

4н + /ко 4н

*> В формуле (10) /g -Ь /ко выражает приращение тока базы от значения /бо = -ко До б. аналогично /бн + ко выражает приращение тока базы до значения, при котором транзистор входит в насыщение. Приближенной формулой нельзя пользоваться при /бн = О (что в некоторых режимах может иметь место), так как в этом случае получается s s оо, и это значение отнюдь не выражает соотношение зарядов в базе в насыщенном и ненасыщенном состояниях.



8. До входа транзистора в насыщение его сопротивление = I fitl/K существенно зависит от положения рабочей точки на нагрузочной прямой и от величины Z?,;, определяющей наклон этой прямой. По мере перемещения рабочей точки по нагрузочной прямой сопротивление Гт быстро уменьшается, так как напряжение Uk \ уменьшается, а ток /к растет. При входе транзистора в насыщение рабочая точка попадает на линию насыщения и сопротивление г,, становится минимально возможным:

(г ] =г+=г =1. (8.11)

кн .

Это значение уже не зависит от величин /б и /?к-

Так как /„ < к. то выходное сопротивление ключевой схемы (см. рис. 5) в режиме насыщения

Rtu.-rjR.. (8-12)

является минимально возможным; оно и представляет собой выходное сопротивление ТК. в стационарном замкнутом состоянии.

9. Из рис. 6, а видно, что в режиме насыщения ток коллектора достигает наибольшей возможной (при заданном R к) величины. Это вытекает также из закона Ома. Действительно, в любой точке нагрузочной прямой тоц коллектора

Rk Rr к-Ьт

Но в режиме насыщения сопротивления /- становится наименьшим (/-5, = Гн <С Rk)- Следовательно, наибольшая возможная величина тока коллектора

/кн=-- (8.13)

Из приведенных выше соотношений следует, что насы-щенный транзистор почти эквивалентен короткозамкнуто-му элементу. Следовательно, режим насыщения в наибольшей мере удовлетворяет требованиям к ТК в стационарном замкнутом состоянии.

10. Активный режим транзистора имеет место при нормальном смещении его переходов (эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный - в об -р а т п о м). Активная область характеристик транзистора расположена между областями отсечки и насыщения. Нор-



мальное смещение переходов транзистора ключевой схемы получается только в кратковременной переходной стадии работы ТК, когда он переходит из одного стационарного состояния в другое. Хотя статические характеристики транзистора не определяют его поведения в переходной стадии, тем не менее они представляют интерес: они позволяют установить связь между токами базы и коллектора транзистора в стационарном замкнутом состоянии ТК.

Пусть положение нагрузочной прямой известно (рис. 6, а). При принятой идеализации линии насыщения ОН можно считать, что точка Мд расположена на границе области насыщения и активной области. Поэтому допустимо полагать, что связь между токами /кн и /бн определяется закономерностями, относящимися к стационарному активному режиму работы.

В активной области кривые семейства выходных характеристик транзистора близки к линейным и примерно эквидистантны по параметру /б- Поэтому при определении тока коллектора при большом сигнале (т. е. в активной области, прилегающей к линии насыщения) исходят из соотношения [98, 101, 102, 122]

/, = Б (/б + /,о) + /,о = J5 (/б + /,о); (8.14)

здесь В - статический коэффициент усиления по току в схеме с обидим эмиттером при большом сигнале (в справоч->юй литературе [102] он обозначается символом his)-Применительно к точке (рис. 6, а) мож>ю записать

/,„-е(/б,+/„о)В/б,. (8.15)

В последнем приближении предполагается, что /бн > > / ко; это обычно справедливо для кремниевых транзисторов, но нередко приемлемо и для германиевых транзисторов.

Параметр В выражает интегральное значение коэффициента усиления тока базы [98]. В практике расчета усилителей [123, 124] оперируют с дифференциальным {малосигнальным) значением коэффициента усиления тока базы Po=ft2i3. Сравнительно с разбросом значений Б и Ро от одного образца транзистора к другому различие величин J5 и настолько мало, что при расчетах допустимо полагать J5 Ро [98].



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 [51] 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.011