2.01. Первая модель транзистора: усилитель тока
Итак, начнем. Транзистор - это электронный прибор, имеющий три вывода (рис. 2.1). Различают транзисторы n-p-n и p-n-p - типа. Транзисторы n-p-n - типа подчиняются следующим правилам (для транзисторов p-n-p - типа правила сохраняются, но следует учесть, что полярности напряжений должны быть изменены на противоположные):
Рис. 2.1. Условные обозначения транзистора и маленькие транзисторные модули.
1. Коллектор имеет более положительный потенциал, чем эмиттер.
2. Цепи база - эмиттер и база - коллектор работают как диоды (рис. 2.2). Обычно диод база - эмиттер открыт, а диод база - коллектор смещен в обратном направлении, т.е. приложенное напряжение препятствует протеканию тока через него.
Рис. 2.2. Выводы транзистора с точки зрения омметра.
3. Каждый транзистор характеризуется максимальными значениями Iк, Iб, и Uкэ. За превышение этих значений приходится расплачиваться новым транзистором. Следует помнить и о предельных значениях других параметров, например рассеиваемой мощности Iкэ Uкэ), температуры, Uбэ и др.
4. Если правила 1 - 3 соблюдены, то ток Iк прямо пропорционален току Iб и можно записать следующее соотношение:
Iк = h21эIб = βIб.
где h21э - коэффициент усиления по току (обозначаемый также β), обычно составляет около 100. Токи Iк и Iэ втекают в эмиттер. Замечание: коллекторный ток не связан с прямой проводимостью диода база-коллектор; этот диод смещен в обратном направлении. Будем просто считать, что «транзистор так работает».
Правило 4 определяет основное свойство транзистора: небольшой ток базы управляет большим током коллектора.
Запомните: параметр h21э нельзя назвать «удобным»; для различных транзисторов одного и того же типа его величина может изменяться от 50 до 250. Он зависит также от тока коллектора, напряжения между коллектором и эмиттером, и температуры. Схему можно считать плохой, если на ее характеристики влияет величина параметра h21э
Рассмотрим правило 2. Из него следует, что напряжение между базой и эмиттером нельзя увеличивать неограниченно, так-как если потенциал базы будет превышать потенциал эмиттера более чем на 0.6 - 0,8 В (прямое напряжение диода), то возникнет очень большой ток. Следовательно, в работающем транзисторе напряжения на базе и эмиттере связаны следующим соотношением: Uб ≈ Uэ + 0,6 В (Uб = Uэ + Uбэ). Еще раз уточним, что полярности напряжений указаны для транзисторов n-p-n - типа, их следует изменить на противоположные для транзисторов p-n-p - типа.
Обращаем ваше внимание на то, что, как уже отмечалось, ток коллектора не связан с проводимостью диода. Дело в том, что обычно к диоду коллектор - база приложено обратное напряжение. Более того, ток коллектора очень мало зависит от напряжения на коллекторе (этот диод подобен небольшому источнику тока), в то время как прямой ток, а следовательно, и проводимость диода резко увеличиваются при увеличении приложенного напряжения.
Некоторые основные транзисторные схемы