Динамический режим работы транзистора

Динамический режим работы транзистора

1) Понятие о динамическом режиме

2) Динамические характеристики и понятие рабочей точки

3) Ключевой режим работы транзистора

1) Понятие о динамическом режиме.

Динамическим режимом работы транзистора называется такой режим, при котором в выход-

ной цепи стоит нагрузочный резистор, за счёт которого изменение входного тока или напря- жения будет вызывать изменение выходного напряжения.

Рис. 76

На Рис. 76 резистор Rк – это коллекторная нагрузка для транзистора, включённого по схеме с

ОЭ, обеспечивающая динамический режим работы. Eк = URк + Uкэ

URк = Iк ∙ Rк

Eк = Uкэ + Iк ∙ Rк

Uкэ = Eк - Iк ∙ Rк – уравнение динамического режима работы транзистора.

2) Динамические характеристики и понятие рабочей точки. Уравнение динами- ческого режима является уравнением выходной динамической характеристики. Так как это уравнение линейное, выходная динамическая характеристика представляет собой прямую ли- нию и строится на выходных статических характеристиках (смотрите Рис. 77).

Две точки для построения прямой находятся из начальных условий.

Iк при Uкэ=0 называется током коллектора насыщения. Выходная динамическая характери- стика получила название нагрузочной прямой. По нагрузочной прямой можно построить вход- ную динамическую характеристику. Но поскольку она очень близка к входной статической ха- рактеристике при Uкэ>0, то на практике пользуются входной статической характеристикой. Точка пересечения нагрузочной прямой с одной из ветвей выходной статической характери- стикой для заданного тока базы называется рабочей точкой транзистора. Рабочая точка позво- ляет определять токи и напряжения, реально существующие в схеме.

3) Ключевой режим работы транзистора (транзистор в режиме ключа). В за-

висимости от состояния p-n переходов транзисторов различают 3 вида его работы:

Режим отсечки. Это режим, при котором оба его перехода закрыты (и эмиттерный и

коллекторный). Ток базы в этом случае равен нулю. Ток коллектора будет равен обрат- ному току. Уравнение динамического режима будет иметь вид:

Uкэ = Eк - Iкбо ∙ Rк

Произведение Iкбо ∙ Rк будет равно нулю. Значит, Uкэ → Eк.

Режим насыщения – это режим, когда оба перехода – и эмиттерный, и коллекторный открыты, в транзисторе происходит свободный переход носителей зарядов, ток базы будет максимальный, ток коллектора будет равен току коллектора насыщения.

Iб = max; Iк ≈ Iк.н.; Uкэ = Eк – Iк.н ∙ Rн

Произведение Iк.н ∙ Rн будет стремиться к Eк. Значит, Uкэ → 0.

Линейный режим – это режим, при котором эмиттерный переход открыт, а коллекторный закрыт.

Iб.max > Iб > 0;

Iк.н > Iк > Iкбо

Eк > Uкэ > Uкэ.нас

Ключевым режимом работы транзистора называется такой режим, при котором рабочая точка транзистора скачкообразно переходит из режима отсечки в режим насыщения и наоборот, ми- нуя линейный режим.

Резистор Rб ограничивает ток базы транзистора, чтобы он не превышал максимально допу- стимого значения. В промежуток времени от 0 до t1 входное напряжение и ток базы близки к нулю, и транзистор находится в режиме отсечки. Напряжение Uкэ, является выходным и будет близко к Eк. В промежуток времени от t1 до t2 входное напряжение и ток базы транзистора

становятся максимальными, и транзистор перейдёт в режим насыщения. После момента вре- мени t2 транзистор переходит в режим отсечки.

Вывод: транзисторный ключ является инвертором, т. е. изменяет фазу сигнала на 180º.