Главная страница  Транзисторные схемы 

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 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 [ 155 ] 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Выше мы не учитывали объемных сопротивлений слоев. Учет этих сопротивлений сводится к тому, что межэлектродные напряжения следует изменить на величину падения напряжения в соответствующем слое, т. е.

(см. рис. 4-12, а)

(15-12а)

= /.-.. + /к-кк, (15-126)

£е

Ре Л +0

Рис. 15-5. Общий случай транзисторного ключа (а) и его эквивалентная схема в режиме насыщения (б).

+6 +6 +6

£i -О

£г

£з

где и - сопротивления слоев; тл 0 - напряжения на переходах, вычисляемые по формулам (15-9).

Сопротивление оказывается существенным

практически всегда. Напротив, сопротивление г приходится учитывать лишь в исключительных случаях, поскольку слой эмиттера наиболее низкоомный. Что касается сопротивления гк, то его роль в значительной степени зависит от типа транзистора. У сплавных транзисторов око обычно столь же мало, как и г (не более одного

ома). У плакарко-эпитак-сиалькых транзисторов оно значительно больше и может составлять десятки и сотни ом. При этом суммарное напряжение \Ькд\ ка замкнутом ключе может при сильных токах достигать 1-1,5 В. Такое большое значение не идет ки в какое сравнение с величиной, определяемой формулой (15-10в) для идеализированного транзистора. При расчетах по формулам (15-11) сопротивление rs следует складывать с Р . Найденное значение Uj. близко к потенциалу 0, а потенциал получается путем добавления члена - /дГкк. В случае кремниевых транзисторов в расчетах потенциалов Ut ип учитываются также напряжения ка открытых переходах (см. с. 466 перед петитом).

Дифференцируя (15-12а) и (15-126) соответственно по и 1, получаем дифференциальные входное и выходное сопротивления ключа в режиме насыщения:

Квх.и=г(,э + гээ+гб. (15-13а)

+6 +0

Рис. 15-6. Обобщенные схемы, соответствующие теореме узловых напряжений,

о - генератор тока подключен к узлу; б - генератор тока подключен к части проводимости.

(15-136)



в этих выражениях первые слагаемые в правых частях являются дифференциальными сопротивлениями переходов в режиме насыщения и рассчитываются как производные от (15-9):

(1 + Р,)/б +

ФЛ(1+Р/+Рлг) (Рл.б-М[(1 + Р,)/б + ]

(15-14а)

(15-146)

Оба эти сопротивления монотонно уменьшаются с ростом тока /g. С ростом тока /к сопротивление г тоже монотонно уменьшается, а сопротивление гэ имеет минимум при токе /

K.cnx=0.5(PV-P/-l)V 4ф

/б(1+Р/+М*

(1&-14B)

В области малых коллекторных токов (/ < P/g) сопротивление г имеет величину:

кэоФу/(1+Р/)/б. (15-14Г)

Расчеты показывают, что дифференциальные сопротивлекия переходов в режиме насыщения обычно лежат в пределах нескольких ом. Такое же и даже меньшее значение имеет омическое сопротивление / . Поэтому сопротивлением насыщенного ключа вых.и можно либо пренебрегать, либо (в случае планарко-эпитаксиаль-ных, сплавко-диффузиокных и мезатранзисторов) считать его равным Гдк. Что касается входного сопротивлекия /?вх.н. то оно близко к сопротивлению и этим часто пользуются при анализе насыщенных ключей, полагая

/? . я/-б. (15-15)

Следует, однако, иметь в виду, что значение в режиме насыщения может существенно (в несколько раз) отличаться от значения, соответствующего усилительному режиму 1-ранзистора. Причина различия состоит в модуляции базового сопротивления накапливающимися носителями (рис. 15-7). Точно рассчитать уменьшение rg под дейстаием модуляции трудно, так как распределение заряда в базе насыщенного транзистора имеет сложный характер. Приближенный анализ (см. [148], а также 2-е издание данной книги, стр. 384) приводит к соотношению вида


-б= -б1-1-

1+/6 *

(15-16)

которое качестаенно подтверждается измерениями [149]. Ток /* у маломощных транзисторов может составлять доли миллиампера, так что модуляция сопротивления нередко становится существенной уже при токах базы порядка 1 мА.

Рис, 15-7. Симметричный транзистор со ступенчатым распределением заряда, модулирующего сопротивление базы.



15-3. ТРАНЗИСТбРЙЫЕ ПРЕРЫВАТЕЛИ .:

Использование прерывателей в усилителях постоянного тока бьшо описано в § 13-6. В таких прерывателях (рис. 15-8) транзисторы работают в ключевом режиме, имеющем, однако, особенности по сравнению с описанным выше: во-первых, источником питания служит источник сигнала (т. е. напряжение питания не остается постоянным); во-вторых, напряжение Ux, играющее роль Е, может иметь весьма малое значение (десятки милливольт и меньше).

Пусть ключ на рис. 15-8, а заперт по базе напряжением + Е(,. Тогда при всех значениях 11 < в выходкой цепи протекает ток, близкий к

ко И соответствующая характеристика идет почти

1,<

О Чех

/ ?

) О


Egconst


Ig= const

Рис. 15-8. Рабочие характеристики прерывателя, а - по схеме ОЭ; 6 - по схеме ОК (Свых ~ аЬ-

горизонтально. Пусть теперь в цепи базы задан положительный ток /g. Тогда при всех токах < P g транзистор насыщен, выходное напряжение очень мало и соответствующая Характеристика идет почти вертикально. Назовем характеристику, по которой перемещаются точки а (рис. 15-8, а), линией запирания, а характеристику, по которой перемещаются точки Ь, - линией отпирания. Эти линии, показанные ка рис. 15-8, а в области, близкой к началу координат, вообще говоря, свойственны любому ключу (на рис. 15-2 на этих линиях расположены точки Л и Б).

Из рис. 15-8, а видно, что в отличие от идеального (контактного) прерывателя, у которого линии запирания и отпирания совпадали бы с осями координат, в транзисторном ключе эти линии имеют конечный наклон, а главное, их точка пересечения не совпадает с началом координат. Последнее обстоятельство приводит к тому, что при конечном сигнале Uxi получается нулевое выходное напряжение и, наоборот, при нулевом сигнале IJxz - О получается ко-



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 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 [ 155 ] 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.