Главная Импульсный режим работы



пренебрегают. Данная цепь является нелинейной, так как величина - «б-э связана нелинейной зависимостью (38) с граничной концентрацией рб(0), которая изменяется в переходном процессе. Кроме того, объемное сопротивление базы уменьшается от значения Гб = бо при ненасыщенном транзисторе до значения Гбн в режиме насыщения [98, 106]*. Для обоснования способа линеаризации входной цепи рассмотрим динамическую характеристику тока базы в импульсном режиме работы.

22. Динамическая характеристика тока базы. Пусть управляющая э. д. с. бу (О (рис. 25) стремится к значению Еу*, соответствующему стационарному режиму насыщения, который характеризуется током базы /б"*" = s/gH. током коллектора /«н и коллекторным напряжением t/кн- В стационарном режиме насыщения положение рабочей точки M+ в плоскости статических входных характеристик транзистора (рис. 26) определяется током базы /б""" и коллекторным напряжением {/цн- Точка М+ определяет стационарное базовое напряжение Uc.

Предположим, раньше, что э. д. с. ву и базовое напряжение «б медленно изменяются от своих нулевых значений до стационарных значений £у+ и Ug. В этом случае изображающая точка перемещалась бы из точки «б = О в точку М+ (рис. 26), постепенно пересекая статические характеристики, соответствующие различным коллекторным напряжениям от i/к -£к (при s 0) до значения i/кн- Подобная «медленная» динамическая характеристика изображена на рис. 26 Kpyni.jM пунктиром.

Качественно иначе выглядит «быстрая» динамическая характеристика «б = fa ("б), показанная на рис. 26 штрих-пунктирной линией. Она имеет место при действии импульсной э. д. с. бу, длительность фронта которой существенно меньше длительности накапливания заряда в базе. В самом деле, величина и [ нарастает по мере накопления заряда в базе и достигает стационарного значения t/g I лишь к концу переходного процесса (рис. 27). Поэтому в первые моменты времени, пока заряд базы мал и величина «g.g I О, входное сопротивление транзистора R = г,

ввиду чего «б = -ббо- Следовательно, начальный участок динамической характеристики (см. рис. 26) почти прилегает к прямой OA (ее угол наклона определяется сопротивлением Гбо). На этом участке динамической характеристики ток базы достигает максимального значения «б max (Рис. 27). Если нас интересует поведение входной цепи в такие начальные моменты времени, то приближенно можно принять 7?Ех = бо- В последующие моменты времени, по мере нарастания величины Wg. , ток базы понижается, но в несколько

*> Сопротивление /"бн находится из построения, приведенного на рис. 12. Аналогично находится сопротивление го, которое близко к дифференциальному значению входного сопротивления ненасыщенного транзистора, определяемого из входной характеристики (рис. 6, б) при t/к = -5В на линейном ее участке.



меньшей мере, чем это вызывается возрастанием иб-э1> "" после входа транзистора в насыщение сопротивление /-g стремится к значению rgg < /-бо. определяемому наклоном прямой ОАд (см. рис. 26). В конечном итоге устанавливается ток /6+, соответствующий точке Ж+.

Таким образом, при импульсном режиме работы процессы в цепи базы не определяются статическими входными характеристиками транзистора. Из таких характеристик следует, что при




Рис. 26.

Рис. 27.

малых токах базы входное сопротивление иб/б очень велико (тысячи и десятки тысяч Ом), в то время как в действительности входное сопротивление «пустой» базы весьма мало (порядка 100 Ом).

23. Среднее значение входного сопротивления. Из рис. 26 видно, что в импульсном режиме прямая 0М+ выражает зависимость тока базы «е = Р(иб) точнее, чем «медленная» динамическая характеристика. Прямая 0М+ определяет среднее (по хорде) значение Rbk входного сопротивления транзистора при изменении базового напряжения от ие == О до стационарного значения Uf. Этому сопротивлению соответствует представленная на рис. И эквивалентная схема (в ней следует заменить на е и if на i). Ток базы в такой линеаризованной схеме выражается законом Ома:

(8.57)

Соответствующая формуле (57) кривая изменения тока базы показана на рис. 27 пунктирной линией. Она несколько отличается от кривой, выражающей истинный ток {(t),



но обе кривые сходятся к одному и тому же стационарному току /б. Обычно сопротивление Ry > Rtx (см. § 8.2, п. 21). В этом случае истинный ток базы лишь незначительно превосходит (в основном в начальные моменты времени) величину тока, выражаемого формулой (57). Следовательно, действительное быстродействие ключевой схемы несколько выше получаемого из расчета.

Выразим величину Rtx- В рабочей точке М+ (см. рис. 26) транзистор находится в стационарном режиме насыщения. Согласно формуле (45) при входе транзистора в насыщение напряжение на эмиттерном переходе f/g-s =Ukh- Вследствие экспоненциального характера зависимости (38) напряжение на эмиттерном переходе после входа транзистора в насыщение почти не меняется. Поэтому с небольшой погрешностью можно принять, что в точке М+ напряжение на

переходе (7Й = кн =/кнш где - сопротивление насьпценного транзистора. Следовательно, базовое напряжение в точке М+

Разделив обе части этого уравнения на /е и учитывая при этом приближенное равенство (25), получим

Rix = -А- - г, + Гб,. (8.58)

Достоинство такого выражения R пояснялось в § 8.2, пп. 21-22.

24. В стадии вывода транзистора из насыщения напряжение на эмиттерном переходе меняется незначительно и оно близко к величине Укн!- Поэтому схему цепи базы в этой стадии можно представить в виде, показанном на рис. 28. Согласно этой схеме*

- - (8.59)

Даже при еу<.0 (т. е. при незапирающей полярности), но ly I < I (7кн. ток базы оказывается отрицательным (он втекает в я-базу). Если же > О, а сопротивление Гбн невелико, то обратный ток базы гб может оказаться весьма

* При наличии в цепи базы разделительного конденсатора О. д. с. ву должна учитывать напряжение, действующее на конденсаторе.



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


0.0163