|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы Для мощных транзисторов при токах эмиттера, превышающих десятки-сотни миллиампер, Лцд составляет единицы-десятки ом, для маломощных, транзисторов /i,ig увеличивается до сотен ом. При достаточно большом напряжении £,< (к 2> эв) сопротивление нагрузки i?h может быть выбрано много большим/ijjg, что при hiQl обусловливает сравнительно большое усиление сигнала по мощности даже в рассматриваемом случае простейшего транзисторного каскада. Пример. Пусть ho,=\0, /13=10 Ом. При i?h=100 Ом коэффициент усиления рассматриваемого каскада по мощности со-, ставит: Ур = 10- = 1000. Транзисторный усилительный каскад, изображенный на рис. 2-7, обладает наибольшим усилением по . мощности, поскольку в нем происходит усиление входного сигнала как по напряжению, так и , по току. По этой причине такой каскад получил наиболее широкое практическое применение в источниках вторичного электропитания. Для каскада с общей базой, где входным током является ток эмиттера (/g Л!/j), усиление входного сигнала по току отсутствует, а коэффициент усиления по мощности равен коэффициенту усиления по напряжению: ур ~KT~h- "Б . (2-6) Для каскада с общим- коллектором входной сигнал усиливается только по току .(t/вх ~ , а коэффициент усиления по мощности равен: Ур=/2.К- (2-7) Отметим, что в отличие от транзисторного каскада с ОЭ каскад с ОБ. обладает лучшими частотными характеристиками, а каскад с ОК - значительно большим входным сопротивлением. По способу переноса неосновных носителей заряда через область базы транзисторы разделяются на бездрейфовые и дрейфовые. В первых движение неосновных носителей, инжектированных эмиттерным переходом в обЛасть базы, происходит только в результате их диффузии (внутреннее электрическое поле в базовой области отсутствует). В дрейфовых транзисторах наряду с диффузией носителей в области базы происходит их перенос под действием внутреннего электрического поля, существующего в базовой области. Бездрейфовые транзисторы являются более низкочастотными и инерционными по сравнению с дрейфовыми. Они получили практическое использование в современных ИВЭ в качестве регулирующих элементов непрерывных стабилизаторов напряжения постоян-; ного тока и в усилителях постоянного тока, а также в качестве силовых переключающих элементов низкочастотных ИВЭ. Дрейфовые транзисторы в основном используют в качестве силовых Переключающих элементов высокочастотных ИВЭ. Практически все силовые кремниевые транзисторы, выпускаемые отечественной промышленностью, являются дрейфовыми. Так как использование транзисторов в качестве силовых переключающих элементов ИВЭ связано с некоторыми специфическими особенностями, рассмотрим режиме переключения транзистора в схеме с ОЭ (см. рис. 2-7). Временные диаграммытоков и напряжений, иллю-стрируюпше данный режим, приведены на рис. 2-10.  - Рис. 2-10. Временные диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие работу транзистора в режиме переключений. Пусть в момент ?о к ранее закрытому транзистору прикладывается управляющий сигнал открывающей полярности. В течение некоторого времени (до момента /) эмиттерный переход транзистора закрыт, ток его коллектора мал, а ток базы примерно равен току эмиттера. По мере накопления носителей заряда, вблизи эмиттерного р-п перехода напряжение обратной полярности на нем уменьшается, и в момент ti эмиттерный р-п переход открывается. Интервал времени- -получил название времени задержки протекания коллекторного тока. Ввиду относительной малости данного интервала (обычно она не превышает долей мкс) его, как правило, не учитывают при рассмотрении процессов переключения транзисторов в источниках электропитания. Начиная с момента ток в цепи коллектора транзистора нарастает по закону к=б„ас1э(>-«~). (2-8) стремясь в пределе (при i-oo) к своему установившемуся значению /б „ас 213- В выражении (2-8). т -пи транзистора, равная - поствянная времени коллекторной це-  » = Tiri-+ 213 (2-9) где f/i - предельная частота коэффициента передачи тока транзистора; Q - емкость его коллекторного р-п перехода. В качестве примера на рис. 2-11 приведены частотные характеристики двух наиболее мощных силовых транзисторов: дрейфе- Рис. 2-11. Частотные характеристики мощных транзисторов. с,е - / - дрейфового (типа КТ908А); 2 - бездрейфового (типа П210). 2 вого транзистора типа КТ908А (кривая 1) и бездрейфового транзистора типа П210 (кривая 2). По оси ординат на рис. 2-11 отложено значение hlJhl 21э -коэффициент передачи тока транзистора в режиме малого сигнала, на высокой частоте 2190 - значение h при низких частотах усиливаемого сигнала (f<100 Гц). Под предельной частотой коэффициента передачи тока транзистора Д, понимается такое значение частоты входного сигнала, при котором модуль коэффициента передачи тока /г21э уменьшается на 3 дБ относительно своего значения при малых частотах. JXnji транзисторов, частотные характеристики которых приведены на рис. 2-11, значения / равны: для дрейфового транзистора КТ908А /«500 кГц; для бездрейфового транзистора П210 /ft,==5,0 кГц. Коллекторный р-п переход любого транзистора, смещенный в обратном направлении приложенным к нему напряжением обратной, полярности к» представляет собой конденсатор с емкостью Ск. Емкость Ск у мощных транзисторов может достигать несколько сотен пикофарад и в некоторых случаях заметно ограничивает скорость нарастания тока через открывающийся транзистор. . Пример. Пусть Ск=500,0 пФ; 213=20; /?н = 100 Ом. Тогда при / =500 кГц значение ТтВ соответствии с. формулой (2-9). равно Тт«= (0,32-1-1,0)-10- с= 1,32.мкс. В данном случае постоянная времени коллекторной цепи на 76% определяется емкостью коллекторного р-п перехода. При fh= кГц Tj = (32-t-1,0)X •yjQ e с=33 мкс, т. е. вклад емкости коллеетюрного р-п. перехода в постоянную времени Тт составляет всего 3%. Таким образом, емкость коллекторного р-п перехода транзистора TieM сильнее замедляет скорость нарастания тока через транзистор, чем лучшими частотными свойствами он обладает (выше /Лг,) больше его коэффициент передачи тока и меньше нагрузка в его коллекторной цепи. В режиме короткого замыкания в коллекторной цепи транзистора (/?н=0) влиянием Ск моЖно пренебречь. Наряду с быстродействием важным параметром транзистора 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 |