Схемы включения и режимы работы БТ

Поскольку у транзистора только три вывода, то получить из него четырёхполюсник можно, если сделать один из выводов общим для входной и выходной цепей. Таким образом, входной сигнал подается на транзистор относительно общего вывода, а выходной сигнал также снимается относительно него.

Общим может быть любой вывод транзистора, поэтому существуют три схемы использования (часто говорят – включения) БТ в усилительных устройствах: – схема с общим эмиттером (ОЭ), с общим коллектором (ОК) и с общей базой (ОБ) (рис.Т4а,б,в соответственно). В промышленных электронных устройствах чаще всего используется схема ОЭ и ОК, схема «общая база» в большей степени находит применение в радиотехнических устройствах.

Рис.Т4. Схемы включения биполярного транзистора как четырёхполюсника

Подача напряжения на p-n переходы БТ вызывает смещение их состояний относительно равновесного. В зависимости от вида смещения – прямое или обратное – различают три режима работы транзистора в любой схеме его включения. Рассмотрим их применительно к схеме включения ОЭ, в которой цепь база–эмиттер является входной цепью транзистора, а цепь коллектор-эмиттер – выходной (рис. Т4а).

Если оба перехода смещены прямо, то имеет место режим насыщения. В этом режиме падение напряжения на участке выходной цепи транзистора, т.е. цепи коллектор-эмиттер, мало (доли вольта) и слабо зависит от тока, протекающего по указанной цепи. Цепь коллектор-эмиттер транзистора, работающего в этом режиме, можно уподобить замкнутому ключу с малым сопротивлением контакта.

При обратном смещении обоих переходов имеет место режим отсечки. В этом режиме ток, протекающий по цепи коллектор-эмиттер, чрезвычайно мал и составляет для маломощных транзисторов величину порядка 10^-9-10^-7А. Следовательно, сопротивление указанной цепи имеет величину порядка 10⁷-10⁹Ом, т.е. очень велико. Цепь коллектор-эмиттер транзистора, работающего в этом режиме, можно уподобить разомкнутому ключ у.

Учитывая сказанное, режимы отсечки и насыщения объединяют общим названием – ключевой режим, имея в виду, что цепь коллектор-эмиттер транзистора работает как замкнутый ключ - в режиме насыщения, и разомкнутый – в режиме отсечки. Ключевой режим используют при работе с цифровыми, т.е. с дискретными, импульсными сигналами.

Наконец, последний режим называют активным или линейным. Он имеет место при прямом смещении эмиттерного перехода и обратном смещении коллекторного перехода, что соответствует направлению токов на рис. Т4а. Линейным этот режим называют потому, что, в отличие от предыдущих режимов, каждому мгновенному значению входного сигнала, подаваемого на вход транзистора, работающего в линейном режиме, соответствует свое мгновенное значение выходного сигнала. Следовательно, между входным и выходным сигналами существует пропорциональная, линейная связь. Отсюда следует, что активный режим может быть использован для усиления аналоговых сигналов, т.е. сигналов, являющихся непрерывными функциями времени, поскольку в активном режиме не происходит изменения «формы» сигнала, т.е. закона изменения сигнала во времени.