Транзисторлардың қосу сұлбалар, олардың негізгі қасиеттері

ОБ сұлбасында транзистордың шығу кернеуі,база мен эмиттер арасында болатын кернеу ,шығу тоғы – эмиттер тоғы болады, ал кіру статикалық мінездемелерге – I_э(U_эб)отбасы, U_кб = const болғанда.

Транзисторды қосудың үш сұлбасын айырады: жалпы базасымен (ЖБ), жалпы эмиттерімен (ЖЭ) және жалпы коллекторымен (ЖК).

ЖБ-сы бар сұлбада транзистордың кіру кернеуі база мен эмиттер арасындағы кернеу, кіру тоқ – эмиттер тоғы, ал кіру статикалық сипаттамасы – U_кб = const кезіндегі I_э (U_эб) жанұясы болып табылады.

U_эб >0 кезіндегі өту арқылы үлкен тік тоқпен I_э және U_эб <0 кезіндегі кіші қайтымды тоқпен ерекшелінетін, U_эб =0 параметрі бар осы жанұяның сипаттамасы p-n өтуінің кәдімгі вольт-амперлі сипаттамасын құрайды. Транзистордағы эмиттерлі және коллекторлы өтулердің өзарақатынасы мынада негізделген: U_кб өзгеруі коллекторлы өту енінің өзгеруіне әкеп соғады, демек база ені де осының салдарынан I_э тоғының шамасы өзгереді. U_кб >0 кезінде база ені үлкееді, I_э тоғы азаяды, ал қисықтар I_э (U_эб) оңға жылжиды. Барлық кіру статикалық сипаттамалары бір-біріне өте жақын орналасатынын атап кету керек. Бұл транзистордың кіру тізбегінде ағатын процесске U_кб кернеуінің әлсіз әсер етуіне көрсетеді. Сонымен қатар, кіру статикалық сипаттамалар транзистордың кіру тізбегінде сигналдардың аса тежелуіне әкеп соғатын маңызды сызықсыздығы болады.

U_эб >0 кезіндегі өту арқылы үлкен тік тоқпен I_э және U_эб <0 кезіндегі кіші қайтымды тоқпен ерекшелінетін, U_эб =0 параметрі бар осы жанұяның сипаттамасы p-n өтуінің кәдімгі вольт-амперлі сипаттамасын құрайды. Транзистордағы эмиттерлі және коллекторлы өтулердің өзарақатынасы мынада негізделген: U_кб өзгеруі коллекторлы өту енінің өзгеруіне әкеп соғады, демек база ені де осының салдарынан I_э тоғының шамасы өзгереді. U_кб >0 кезінде база ені үлкееді, I_э тоғы азаяды, ал қисықтар I_э (U_эб) оңға жылжиды. Барлық кіру статикалық сипаттамалары бір-біріне өте жақын орналасатынын атап кету керек. Бұл транзистордың кіру тізбегінде ағатын процесске U_кб кернеуінің әлсіз әсер етуіне көрсетеді. Сонымен қатар, кіру статикалық сипаттамалар транзистордың кіру тізбегінде сигналдардың аса тежелуіне әкеп соғатын маңызды сызықсыздығы болады.

ЖБ-сы бар сұлбада транзистордың шығу кернеуі база мен коллектор арасындағы кернеу, шығу тоқ – коллектор тоғы, ал шығу статикалық сипаттамасы - I_э = const кезіндегі I_к (U_кб) жанұясы болып табылады. Шығу статикалық сипаттамалар жанұясының түрі p-n өтуінің вольт-амперлі сипаттамасынан байланысты, бірақ енді коллекторлы. U_кб >0 кезінде транзистордың шығу тоғы өзінің жартылай өткізгішті кристаллдың электроөтімділігімен анықталатын және өтудегі кернеуден аз байланыста болатын, I_кО коллекторлы өтудің кері тоғы болады. U_кб <0 кезінде транзистордың шығу тоғы шамасы U_кб кернеуімен тікелей байланыста болатын, ал тоқ I_к шығу кернеу кезінде тез ауысатын, коллекторлы өтудің тік тоғы болып табылады. Электроникада биполярлы транзистордың шығу статикалық сипаттамасын құру кезінде шығу тоғының дұрыс бағыт орнына коллекторлы өтудің кері тоғын қабылдау көзделді, сондықтан шығу сипаттамалардың барлық жанұясы бірінші квадрантта орналасады. K_iб = I_вых б / I_вх б =  I_к / I_э = αI_э / I_э =  α < 1.

Демек, ЖБ-сы бар сұлба тоқ бойынша күшейтілуі болмайды.

R_н / R_эб қатынасы кіру кедергісінен үлкен болғандықтан, ЖБ-сы бар сұлба кіру кернеуін күшейте алады.

Қуат бойынша күшейту коэффициентін қуаттар қатынасы деп анықтаймыз
.
Сонымен қатар, алынған өрнектен ЖБ-сы бар сұлба қуат бойынша кейбір күшейтуге ие болатыны анық, себебі R_н / R_эб>α² . Тоқ күшейткішінің жоқтығы, қуат болйынша аз күшейту коэффициенті және де үлкен емес кіру кедергісі осы сұлбаның қолдануын шектейді. Кішкентай кіру кедергісі каскадты қосылуды орындауға мүмкіндік бермейді, себебі келесі каскадтың кішкентай кіру кедергісі алдыңғы каскадтың шығуына шунтталған іс-әрекет көрсетеді. Осының салдарынан, барлық күшейткіштің күшеюі төмендейді.

ЖБ-сы бар сұлбада транзистордың кіру кернеуі база мен эмиттер арасындағы кернеуі, кіру тоқ – база тоғы, ал кіру статикалық сипаттамалары – U_кэ = const кезіндегі I_б (U_бэ) жанұясы болып табылады. Бұл сипаттамалар ЖБ-сы бар сұлбадағы кіру сипаттамаларына өте ұқсас, бірақ, біріншіден, база тоғы эмиттер тоғынан h₂₁ есе шамасында кем, сондықтан 5.3, б суретте ордината осі бойынша масштабы 4.2, б суреттегі масштабтан h₂₁ есе шамасында артық. Екіншіден, кернеуді (U_кэ) үлкейткенде ток I_б азаяды.

ЖБ-сы бар сұлбада шығу кернеуі эмиттер мен коллектор арасындағы кернеу, кіру тоқ – коллектор тоғы, ал шығу статикалық сипаттамалар – I_б = const кезіндегі I_к (U_кэ) жанұясы болып табылады. Бұл шығу сипаттамалары ЖБ-сы бар сұлба бойынша қосылған сол транзистордың шығу сипаттамаларынан ерекшелінеді. Ерекшеліктері шығу кернеуі U_кэ транзистордың біруақытта екі өтуіне қосылғанында және транзистор режимі U_кэ және U_бэ арасындағы қатынасы салдарынан өзгеруінде негізделген. Осы кернеулердің («оң» коллекторда және базада) U_кэ < U_бэ және бірдей қарама-қарсылық кезінде транзистор шылыққан режимде болады, себебі эмиттерлі де, коллекторлы да өтулерде түзу кернеу болады. U_кэ үлкейту кезінде коллекторлы өтуде кернеу алғашында нөлге тең (U_кэ = U_бэ), ал сосын (U_{кэ >} U_бэ кезінде) кері болады. Осында транзистор белсенді режимге көшеді.


Сурет 2.9. Транзисторды жалпы эмиттермен (а) қосу сұлбасы және оның кіру (б) және шығу (в) сипаттамалары
Шылыққан режимде транзистордың шығу тоғы коллекторлы өтудің тура тоғы болып табылады және оның шамасы коллекторлы өтудегі кернеумен тік байланыста болады, демек, ол U_кэ тәуелді. Белсенді режимде транзистордың шығу тоғы, әдетте эмиттерден алынған электрондардың инжекциясымен себептелген токпен анықталады, ал шығу статикалық сипаттамалардың жанұясында жазық участок байқала бастайды. 5.3, в суретінде келтірілген сипаттамалар жанұясына қарағанда, транзистордың шығу сипаттамаларының жазық участоктары ЖЭ-сы бар сұлбада үлкен иілуге ие болады. Бұл ЖЭ-сы бар сұлба бойынша қосылған транзистордың шығу статикалық сипаттамаларын алу барысында I_б = const шартын орындау үшін U_кэ және U_бэ арасындағы қатынасын өзгерту керектігімен байланысты.

Берілген сұлбада кіру тоқ I_{вх э}= I_б = I_э(1-α) базалық тоқ болады, ал шығу I_{вых э}= I_к = αI_э коллекторлы.

Кіру кедергісі жалпы базасы бар сұлбадағыға қарағанда екі ретке үлкен, себебі
.

Кіру кедергісін үлкейту әр каскады ЖЭ-сы бар сұлба бойынша жиналған, көпкаскадты күшейткішті жинауға мүмкіндік береді.

ЖЭ-сы бар сұлба тоқ күшейткішіне ие
.
ЖЭ-сы бар сұлбада кернеуді күшейту коэффициенті, ЖБ-сы бар сұлбадағыдай:

.
Бірақ, жалпы эмиттері бар сұлба күшейтуден басқа шығу кернеудің фазасын 180⁰ өзгертеді. ЖЭ-сы бар сұлба тоқ бойынша және кернеу бойынша күшейткішке ие болғандықтан, ол аса үлкен қуатты күшейту коэффициентіне ие:
.
Осыдан, бұл сұлба аса үлкен практикалық қолдануды алды.

Жалпы коллекторы бар сұлба 5.4-суретте келтірілген. Бұл схемада кіру тоқ база тоғы болғандықтан, ал эмиттер тоғы коллектор тоғынан аз айыралатындықтан, практикада бұл схема үшін жалпы эмиттері бар сұлба үшін алынған сипаттамалар қолданылады.

Жалпы эмиеттері бар сұлбадағыдай, бұл схемада кіру тоқ база тоғы болып табылады