Для школьников.
На практике широко используются усилительные свойства полупроводниковых триодов.
Рассматривая принцип работы полупроводникового триода, особое внимание обратили на то, что ток в цепи коллектора мало отличается от тока в цепи эмиттера, и определяется прежде всего количеством основных носителей заряда эмиттера, перебрасываемых в базу.
Важно то, что ток в цепи коллектора не зависит от сопротивления нагрузки, включенной в цепь коллектора.
Это обстоятельство и используется для получения усилительных свойств полупроводниковых триодов.
А именно, подбирая сопротивление нагрузки в цепи коллектора и напряжение на коллекторе, можно получить нужное усиление по напряжению и по мощности.
Полупроводниковый триод усиливает и постоянное, и переменное напряжение.
На следующем рисунке показано как полупроводниковый триод усиливает переменное напряжение, включенное в цепь эмиттера.
Теперь ток эмиттера, (следовательно, и ток коллектора), будет определяться и напряжением постоянного источника, и напряжением источника переменного тока в цепи эмиттера.
На рисунке под триодом эти токи и напряжение, снимаемое с нагрузки в цепи коллектора, изображаются как переменные величины.
Для оценки усиления полупроводниковым триодом входного переменного сигнала, рассмотрим конкретный пример.
Таким образом, данный транзистор усиливает входной сигнал по напряжению и мощности в 38,4 раза.
Приведём ещё типовые схемы усилителей с полупроводниковыми триодами.
Эти схемы бывают трёх видов: с общей базой (рассмотрено выше); с общим эмиттером; с общим коллектором.
На следующем рисунке показана схема усилителя с общей базой в несколько ином (по сравнению с рассмотренном выше) виде: батарея эмиттера и источник переменного тока включены параллельно друг другу.
Чтобы преградить путь постоянному току, в цепь источника переменного напряжения включен конденсатор. А чтобы источник постоянного тока не шунтировал источник переменного тока, в эту цепь внесено сопротивление.
Внизу рисунка показана ещё практическая схема, в которой вместо двух батарей используется одна. Напряжения на эмиттер и коллектор снимаются с делителя, составленного из первого и второго сопротивлений. Для устранения обратных связей между цепью коллектора и эмиттера, эти сопротивления шунтируются первым и вторым конденсаторами большой ёмкости.
В обеих схемах сопротивление нагрузки включается в цепь коллектора. В этих схемах база находится под нулевым потенциалом по переменному току относительно корпуса усилителя. Поэтому схема и называется схемой с общей или заземлённой фазой.
Схема с общей базой характеризуется весьма низким входным сопротивлением (десятки ом) и выходным сопротивлением в сотни кОм.
Наиболее распространённой является схема с общим (заземлённым) эмиттером, показанная на следующем рисунке.
На последнем рисунке показана схема с общим (заземлённым) коллектором.
Эта схема фактически не даёт усиления сигнала, она применяется для согласования цепей, имеющих большое сопротивление, с цепями, обладающими малым сопротивлением.
Помещаю ещё для наглядности оказавшиеся у меня рисунки, поясняющие усилительные свойства полупроводникового триода р-п-р типа.
Таким образом, пока сигнала (тока, импульса электрического поля) в цепи эмиттера нет, тока в цепи коллектора тоже нет.
Когда из эмиттера в базу проходит слабый импульс электрического поля, между коллектором и базой проходит усиленный импульс.
Когда этот импульс пройдёт, оба запирающих слоя восстанавливаются. Полупроводниковый триод способен за одну секунду совершить тысячи переходов из открытого состояния запирающих слоёв в закрытые, и наоборот.
К.В. Рулёва, к. ф.-м. н., доцент. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Спасибо.
Предыдущая запись: Принцип работы полупроводниковых триодов.
Следующая запись:Магнитное поле постоянного тока.
Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1.
Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45.
Ссылки на занятия (статьи), начиная с теплового действия тока, даны в конце Занятия 58.