Простой расчет схем на транзисторах

Оглавление:

  • Бочаров Л.Н. и др. Расчет электронных схем на транзисторах - файл n1.doc


Простой расчет схем на транзисторах

Транзисторные схемы включения. Транзисторы Транзисторы с общим коллектором. Эмиттерный Транзисторные схемы (Транзистор- это просто при помощи простого расчёта можно использовать не амперметр, как является непосредственным элементом схемы, а вольтметр. расчет биполярного транзистора с резистивной нагрузкой./

Существуют как маломощные типа КТ и т. А сейчас поговорим немного о температурной стабилизации усилителя.

Биполярный транзистор. Расчет усилителя с ОЭ. Часть 3

Транзистор, являясь полупроводниковым прибором, изменяет свои параметры при изменении рабочей температуры. Так, при повышении температуры, усилительные свойства транзистора ухудшаются.

Обусловлено это рядом причин: Увеличение обратного тока коллектора транзистора приводит к значительному увеличению коллекторного тока и к смещению рабочей точки в сторону увеличения тока.

При некоторой температуре коллекторный ток транзистора возрастает до такой величины, при которой транзистор перестает реагировать на слабый входной базовый ток.

Попросту говоря - каскад перестает быть усилительным. Для того, чтобы расширить диапазон рабочих температур, необходимо применять дополнительные меры по температурной стабилизации рабочей точкитранзистора. Самым простым способом является коллекторная стабилизация рабочего тока смещения. Рассмотренная нами выше схема каскада по схеме с общим эмиттером является схемой с фиксированным током базы.

Работа транзистора в ключевом режиме

Ток коллектора в данной схеме зависит от параметров конкретного экземпляра транзистора и должен устанавливаться индивидуально при помощи подбора величины резистора R1. При смене транзистора начальный при отсутствии сигнала ток коллектора приходится подбирать заново, так как транзисторы даже одного типа имеют очень большой разброс статического коэффициента усиления тока базы h21 Э. Другая разновидность каскада - схема с фиксированным напряжением смещения.

Эта схема также обладает недостатками, описанными выше: Для повышения термостабильности каскада необходимо использовать специальные схемы включения: Схема коллекторной стабилизации, обладая основными недостатками схемы с общим эмиттером подбор резистора базового смещения под конкретный экземпляр транзистора , тем не менее позволяет расширить диапазон рабочих температур каскада. Как видим, данная схема отличается подключением резистора смещения не к источнику питания, а в коллекторную цепь.

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА

Благодаря такому включению удалось значительно за счет применения отрицательной обратной связи расширить диапазон рабочих температур каскада. При увеличении обратного тока коллектора транзистора, увеличивается ток коллектора, что вызывает более полное открывание транзистора и уменьшение коллекторного напряжения.

Уменьшение коллекторного напряжения, в свою очередь, уменьшает напряжение начального смещения транзистора, что вызывает уменьшение коллекторного тока до приемлемой величины. Таким образом - осуществляется отрицательная обратная связь, которая несколько уменьшает усиление каскада, но зато позволяет увеличить максимальную рабочую температуру. Более качественную стабилизацию температурных параметров каскада усиления можно осуществить, если несколько усложнить схему и применить так называемую "эмиттерную" температурную стабилизацию.

Расчет биполярного транзистора в ключевом режиме с резистивной нагрузкой

Данная схема, несмотря на сложность, позволяет каскаду сохранять усилительные свойства в очень широком интервале рабочих температур. Кроме того, применение данной схемы стабилизации дает возможность замены транзисторов без последующей настройки. Входной сигнал транзистором не инвертируется.

Входное сопротивление транзисторного каскада с ОК бывает от десятков до сотен килоом, а выходное в пределах сотни ом - единиц килоом. Благодаря тому, что в цепи эмиттера находится, как правило, нагрузочный резистор, схема обладает большим входным сопротивлением.

Кроме того, благодаря усилению входного тока, она обладает высокой нагрузочной способностью. Эти свойства схемы с общим коллектором используются для согласования транзисторных каскадов - как "буферный каскад". Так как, входной сигнал, не усиливаясь по амплитуде "повторяется" на выходе, схему включения транзистора с общим коллектором ещё называют Эмиттерный повторитель. Имеется ещё Схема включения транзистора с общей базой. Эта схема включения в теории есть, но в практике она реализуется очень тяжело.

Такая схема включения используется в высокочастотной технике.

Особенность её в том, что у неё низкое входное сопротивление, и согласовать такой каскад по входу сложно. Опыт в электронике у меня не малый, но говоря об этой схеме включения транзистора, я извините, ничего не знаю! Пару раз использовал как "чужую" схему, но так и не разбирался. Использование входного вывода транзистора - базы на выходе - не возможно.

На самом деле базу транзистора через конденсатор "сажают" по высокой частоте на корпус, а на выходе её и не используют. А гальванически, через высокоомный резистор, базу связывают с выходом каскада подают смещение.

Но подавать смещение, по сути можно откуда угодно, хоть от дополнительного источника. Всё равно, попадающий на базу сигнал любой формы гасится через тот же самый конденсатор. Чтобы такой каскад работал, входной вывод - эмиттер через низкоомный резистор "сажают" на корпус, отсюда и низкое входное сопротивление. В общем, схема включения транзистора с общей базой - тема для теоретиков и экспериментаторов.

На практике она встречается крайне редко. За свою практику в конструировании схем никогда не сталкивался с необходимостью использования схемы включения транзистора с общей базой. Объясняется это свойствами этой схемы включения: Такие специфические параметры - редкая потребность.

Схемы выпрямления тока. Сглаживающие фильтры питания. Простые стабилизаторы напряжения, их расчёт. Компенсац. стабилизатор напряжения, его расчёт. Биполярный транзистор, расчёт транзисторного каскада.

Биполярный транзистор может работать в ключевом и линейном усилительном режимах. Ключевой режим используется в различных схемах управления, логических схемах и др. В ключевом режиме, транзистор может находиться в двух рабочих состояниях — открытом насыщенном и закрытом запертом состоянии.

Для изучения работы транзистора, мы рассмотрим схему включения транзистора с общим эмиттером, как наиболее важную схему включения. Схема изображена на рисунке. На схеме VT — собственно транзистор.

Резисторы Rб1 и Rб2 — цепочка смещения транзистора, представляющая собой обыкновенный делитель напряжения.

Резистор Rк — нагрузочный резистор транзисторного каскада, предназначен для подвода к коллектору транзистора электрического тока источника питания и его ограничения в режиме "открытого" транзистора.

Резистор Rэ — резистор обратной связи, по своей сути увеличивает входное сопротивление каскада, при этом, уменьшает усиление входного сигнала. Конденсаторы С выполняют функцию гальванической развязки от влияния внешних цепей.

Часть 3 Биполярный транзистор. Эта схема рисунок ниже зависит от коэффициента бета , а он в свою очередь зависит от температуры, что не есть гуд. В результате на выходе схемы могут появиться искажения усиливаемого сигнала. Чтобы такого не произошло, в эту схему добавляют еще парочку резисторов и в результате получается схема с 4-мя резисторами: Резистор между базой и эмиттером назовем Rбэ , а резистор, соединенный с эмиттером, назовем Rэ.

Теперь, конечно же, главный вопрос: Как вы помните, в предыдущей схеме его не было. Это когда транзистор открыт полностью, так, что дальше открываться уже некуда.

При такой степени открытия сопротивление участка коллектор эмиттер настолько мало, что включать транзистор без нагрузки в коллекторной цепи просто нельзя, сгорит моментально.

При этом остаточное напряжение на коллекторе может составить всего 0,3…0,5В. Чтобы довести транзистор до такого состояния, надо обеспечить достаточно большой ток базы, подав на нее относительно эмиттера большое напряжение Uбэ,- порядка 0,6…0,7В.

Да, для перехода база-эмиттер такое напряжение без ограничительного резистора очень велико. Ведь входная характеристика транзистора, показанная на рисунке 1, очень похожа на прямую ветвь характеристики диода.

Входная характеристика транзистора Эти два состояния — насыщение и отсечка, используются в том случае, когда транзистор работает в ключевом режиме наподобие обычного контакта реле.

Упрощенный расчет транзистора для работы в ключевом режиме на резистивную нагрузку.

Основной смысл такого режима в том, что малый ток базы управляет большим током коллектора, который в несколько десятков раз больше тока базы. Большой ток коллектора получается за счет внешнего источника энергии, но все равно усиление по току, что называется, налицо. На то он и режим насыщения. Как рассчитать режим работы ключевого каскада Чтобы не быть совсем голословным, попробуем рассчитать режим работы ключевого каскада, схема которого показана на рисунке 2.

Задача такого каскада очень простая: Конечно, нагрузка может быть любой, - обмотка реле, электромотор, просто резистор, да мало ли что.

2 Comments