Работа транзистора в режиме нагрузки

Режим работы транзистора при наличии в его выходной цепи внешнего сопротивления называется режимом нагрузки. Нагрузка может представлять собой активное сопротивление (резистор) или активно-индуктивное (трансформатор или обмотку реле).

Чтобы в нагрузке выделялся усиленный сигнал, необходимо к транзистору и нагрузке подключить источник питания, мощность которого была бы достаточной для создания требуемого тока нагрузки. Рассмотрим схему выходной цепи транзистора с нагрузкой и источником питания (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Структурная схема выходной цепи транзистора с нагрузкой и источником питания

В схеме существуют два граничных режима:

- режим холостого хода, когда транзистор закрыт, ток равен нулю, а к транзистору приложено всё напряжение источника питания;

- режим короткого замыкания, когда транзистор полностью открыт, ток в цепи определяется выражением , практически всё напряжение источника питания приложено к нагрузке.

В промежуточных режимах ток в цепи меньше, а напряжение источника питания делится между транзистором и нагрузкой. Форма тока в нагрузке повторяет форму входного сигнала, которым управляется транзистор.

Следовательно, максимальный ток, который может отдать источник питания, а также максимально допустимый ток коллектора транзистора должны быть не меньше тока .

Различают три режима работы выходной цепи:

1. Режим усиления тока, когда R_Н имеет малое значение, а ток в цепи большой;

2. Режим усиления напряжения, когда R_Н имеет большое значение, а ток в цепи маленький;

3. Режим усиления мощности, когда сопротивление нагрузки примерно равно выходному сопротивлению усилителя R_Н » r_вых.

В предыдущей лекции рассмотрены схемы для получения статических характеристик транзистора, в которых используется два источника питания – для входной цепи (базовой или эмиттерной) и для выходной – коллекторной. В практических схемах применяется один источник питания – в коллекторной цепи, а база или эмиттер получают питание от этого же источника через резисторы, которые называют цепями смещения. Цепи смещения служат для установки режима работы транзистора по постоянному току. Поскольку усилители обычно предназначены для усиления сигналов переменного тока (речь, музыка), то в схеме усилителя цепи постоянного и переменного тока разделяются с помощью конденсаторов. Исключение составляют специальные схемы усилителей постоянного тока (УПТ).