Коллектором транзистора

рующего действия /Б.Р. Во-вторых, можно существенно повысить Ки и уменьшить гвых за счет увеличения ц,д.у. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Резистор R ( VIII.14, г и VIII.17, а) шунтируется входным сопротивлением гвх.р (база — коллектор) транзистора ТР, включенного по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель). Определим гвх.р для типичного примера, при /„.„0„ = 0,6А; RH = == 10 Ом; на ТР — П217. В этом режиме г. = 0,04 Ом; rrt = 6,0 Ом; гк = бкОм; а = 0,94; р = 15.

3) С общим коллектором (эмиттерный повторитель, 3.4в),

При включении с общим коллектором (эмиттерный повторитель) транзистор 'Не даёт усиления напряжения, а усиление тока при таком включении немного выше, чем при общем эмиттере. Усиление тока, так же «ак и при включении с общим эмиттером, сильно меняется при изменении режима ра-

.Включение с общим коллектором (эмиттерный повторитель) ввиду отсутствия усиления напряжения применяется реже. Его иногда используют в первых каскадах предварительного усиления для повышения входного сопротивления усилителя и усиления входного тока. В каскадах мощного усиления включение с общим коллектором выгоднее включения с общим эмиттером. ,и общей базой лишь при очень малых напряжениях источника питания и большой выходной мощности. Включение с общим коллектором применяют также при необходимости получения низкого выходного сопротивления усилителя или малых нелинейных искажений; при небольшом сопротивлении источника сигаала такое включение даёт очень малый коэффициент гармоник.

входного сопротивления транзистора при таком включении. Включение с общим коллектором (эмиттерный повторитель) применяется лишь в особых случаях, указанных в п. 7.4.3.

а) с общим эмиттером; б) с общей базой; в) с общим коллектором (эмиттерный повторитель)

3) С общим коллектором (эмиттерный повторитель, 3.4е), где источник сигнала включён в провод базы, нагрузка — в провод эмиттера, а коллектор соединён с общим проводом. Способ аналогичен включению лампы с общим анодом.

При включении с обшим коллектором (эмиттерный повторитель) транзистор не даёт усиления напряжения, а усиление тока при таком включении немного выше, чем при общем эмиттере. Усиление тока, так же как и при включении с общим эмиттером, сильно меняется при изменении режима ра-

Включение с общим коллектором (эмиттерный повторитель) ввиду отсутствия усиления напряжения применяется реже. Его иногда используют в первых каскадах предварительного усилении для повышения входного сопротивления усилителя и усиления входного тока. В каскадах мощного усиления включение с общим коллектором выгоднее включения с общим эмиттером и общей базой лишь при очень малых напряжениях источника питания и большой выходной мощности. Включение с общим коллектором применяют также при необходимости получения низкого выходного сопротивления усилителя или малых нелинейных искажений; при небольшом сопротивлении источника сигнала такое включение даёт очень малый коэффициент гармоник.

Транзисторы в реостатных кгскадах предварительного усиления обычно включают с общим эмиттером, так как только при этом можно соединить последовательно несколько каскадов, по лучая от каждого из них усиление сигнала. Включение с общей базой целесообразно лишь для входных каскадов, работающих от источника сигнала с малым внутренним сопротивлением порядка входного сопротивления транзистора при таком включении. Включение с общим коллектором (эмиттерный повторитель) применяется лишь в особых случаях, указанных в п. 7.4.3. 108

Схемы усилителей. Усилителем называют прибор, служащий для усиления входного сигнала сравнительно малой амплитуды и мощности за счет использования мощности внешнего источника. В электронных усилителях для питания используется источник постоянного тока, а в качестве усилительных приборов в рассмотренных здесь схемах применены транзисторы. По принципам конструкции и работы усилители делятся на усилители малых сигналов и усилители мощности для больших сигналов; кроме того, их разделяют на однокаскад-ные усилители (которые в свою очередь делятся на симметричные и асимметричные) и многокаскадные (которые делятся на усилители переменного тока и усилители постоянного тока) [45, 4, 46, 47, 48]. В настоящей главе усилители мощности не рассматриваются, а обсуждение усилителей малых сигналов ограничивается основными типами асимметричных усилителей с общим эмиттером и общим коллектором (эмиттерный повторитель), а также усилителей с общим истоком и общим стоком. При необходимости анализ симметричных и дифференциальных усилителей всегда может быть сведен к анализу асимметричных схем и любая многокаскадная схема может быть выполнена из основных схем.

В схемах типа 7.2,а, б конденсатор ВЧ обхода Са\ включают между базой транзистора V\ и выходом 6 ?0-цепи, Саг — между коллектором транзистора VN и входом 5 So-цепи, Саз — между точками 5—6 So-цепи. .Включение конденсаторов ВЧ обхода в петле ОС для более сложных структур показано на 7.7 i[4]. При этом схема на 7.7,6 соответствует четному числу каскадов с

Эпитаксиальный слой — это слой полупроводника толщиной 10...15 мкм, осажденного из газовой фазы на поверхность монокристаллической полупроводнико-. вой подложки. При температуре свыше 1150° С монокристаллическая структура подложки выполняет ориентирующую роль для осаждаемых атомов кремния, так что они в процессе осаждения продолжают структуру подложки. Эпитаксиальную пленку и подложку разделяет р — n-переход, так как они имеют различный тип проводимости. Этот переход используется обычно в качестве изоляции между коллектором транзистора и подложкой.

Усиленное выходное напряжение может быть снято как с резистора Як, так и с транзистора, поскольку переменные составляющие этих напряжений равны (но противофазны). Однако на практике выходное напряжение удобнее снимать с транзистора, так как в усилителях ОЭ эмиттер заземляется и выходное напряжение снимается между заземленной точкой корпуса JL (землей) и коллектором транзистора. В этом случае вход и выход усилителя имеют общую точку _L. Если выходное на-

В гл. 5 были рассмотрены усилительные каскады с общим эмиттером и общим истоком, которые имеют коэффициент усиления по напряжению, как правило, равный нескольким десяткам. Однако для многих устройств промышленной электроники требуются усилители с более высокими коэффициентами усиления по напряжению. В этих случаях используют многокаскадные усилители, в том числе усилители с резистивно-емкостной связью. На 6.1 приведена схема двухкаскадного усилителя напряжения с резистивно-емкостной связью на биполярных транзисторах типа п-р-п. Усилитель состоит из двух усилительных каскадов с общим эмиттером, соединенных между собой через конденсатор связи Cci, включенный между коллектором транзистора 7\ и базой транзистора Т2. Конденсатор СС1 не пропускает постоянную составляющую коллекторного

В отличие от усилителей с резистивно-емкостной связью в рассматриваемом УПТ ( 6.9, о) нагрузочный резистор включен между коллектором транзистора

При увеличении входного напряжения стабилизатора или уменьшении нагрузочного тока /н напряжение (7Н повышается, отклоняясь от номинального значения. Часть напряжения UH, равная р?/н (Р — коэффициент деления резистивного делителя RiRzRa), являющаяся сигналом обратной связи, сравнивается с опорным напряжением t/on, снимаемым с параметрического стабилизатора. Так как опорное напряжение остается постоянным, то напряжение между базой и эмиттером транзистора Г2 из-за увеличения напряжения pf/H уменьшается. Следовательно, коллекторный ток транзистора Т2 снижается. Это приводит к уменьшению напряжения между базой и коллектором транзистора 7\, что равносильно

Уменьшение удельного сопротивления коллектора снижает пробивное напряжение коллекторного перехода. Чтобы сохранить достаточно высоким напряжение {/Кбодоп. между базой и коллектором вводят слой беспримесного полупроводника с высоким объемным сопротивлением, а коллектор делают с малым объемным сопротивлением. Такой транзистор с промежуточным слоем между базой и коллектором называют эпитаксиальным транзистором ( 3.39, а),так как для получения слоя 2 высокого сопротивления применяется так называемое эпитаксиальное наращивание полупроводника. Наращивание заключается в том, что химическое соединение полупроводникового элемента разлагается у поверхности пластинки п-германия /, являющейся базой транзистора, и образует на ней пленку полупроводника 2. В качестве химического соединения применяют хлориды германия. На эпитаксиальную пленку наносят высоколегированный слой р-германия 3, являющегося коллектором транзистора. Вывод коллектора припаивают к напыленному на р-германий омическому контакту 4. Область кристалла / с ^-электропроводностью образуется вплавлением эмиттера Э. Благодаря увеличенному расстоянию между

Решение. Остаточное напряжение транзистора U0 — это напряжение между эмиттером и коллектором транзистора в режиме насыщения. Оно определяется разностью напряжений на открытых коллекторном и эмиттерном переходах. Остаточное напряжение

напряжение Ua. б составляет примерно 0,5 В, все остальное напряжение источника Е\ прикладывается между эмиттером и коллектором транзистора V3. Транзисторы V5 и V2 также находятся в активном режиме и, так как коллектор транзистора V2 соединен с базой этого же транзистора, напряжение UK. э мало и имеет величину примерно 0,5 В. Значит, основная часть напряжения источника Е2 прикладывается между коллектором и базой транзисторов V3 и V4. В соответствии с выработанными выше рекомендациями необходимо по возможности уменьшать ток баз этих транзисторов. При этом необходимо, чтобы сохранялся большой коэффициент усиления по току и параметры транзистора были стабильны. При современном уровне технологии возможен выбор номинального тока эмиттера, начиная с /Э0 = 5 мкА, что при использовании обычных транзисторов с коэффициентом усиления по току порядка (3 = 100 позволит иметь токи базы 50 нА, а при использовании транзисторов с (3=1000 (супербета транзисторы) входной ток базы уменьшится до 5 нА. Учитывая, что в настоящее время для современных пленарных транзисторов величина неуправляемого обратного-тока при комнатной температуре меньше 1 нА, названные величины токов базы близки к минимально допустимым при использовании биполярных транзисторов. При обсуждении параметров транзисторных каскадов в 4.8 и 4.9 рассматривались случаи использования транзисторов в обычных усилительных режимах, когда токи маломощных транзисторов выбираются близкими к 1 мА. В микротоковом режиме величина входного и выходного сопротивления значительно выше. Особенно быстро растет входное сопротивление /?вх = /'б+(1-ЬР)''э, где гэ = =<РТ//Э. Отсюда для обычного транзистора (3=100 при токе /э = 5 мкА и /?вх = 500 кОм, а для супербета транзисторов р = = 1000 при том же токе и #Вх = 5 мОм, т. е. входное сопротивление таких каскадов весьма велико и достаточно для построения усилителей, работающих от высокоомных источников сигнала. Важно отметить, что каскад при подаче входного сигнала к первому входу UBXI, не инвертирует выходного сигнала, а при подаче сигнала на второй вход инвертирует его. Это важное свойство особенно сильно проявляется при необходимости охвата усилителя в целом> положительными и отрицательными ОС. Расчет коэффициента усиления по напряжению [формула (4.89)] показывает, что можно получить коэффициент усиления каскада /С^^-1000 при использовании высокоом-ного сопротивления нагрузки, которая подключается параллельно выходному зажиму ивых.

торный ток транзистора VT2 снижается. Это приводит к тому, чго напряжение между базой и коллектором транзистора VT1 уменьшается, а следовательно, уменьшается коллекторный ток транзистора VT1, что равносильно увеличению его сопротивления. Падение напряжен \я At/ на этом транзисторе возрастает, благодаря чему напряжен <е на нагрузочном резисторе приближается к номинальному.

где /к — оптимальное значение коллекторного тока; UK. э — напряжение между эмиттером и коллектором транзистора.