Рабочая точка транзистора

Режим транзистора в усилительных схемах определяется рабочей точкой. Транзистор в таких схемах управляется посредством малых отклонений в окрестностях этой рабочей точки. Нелинейные характеристики при этом заменяются линейными, являющимися касательными к нелинейным характеристикам в этой рабочей точке. Параметры транзистора при этом становятся линейными, расчет процессов в усилительных каскадах существенно упрощается.

Рабочая точка характеризуется напряжениями U_кэА и U_бэА и токами I_кА и I_бА. Сама точка задается параметрами схемы, в которую включен транзистор. В качестве примера на рис.2.6 приведена схема, в которой параметры рабочей точки определяются сопротивлениями резисторов R₁ и R₂. Сами параметры рабочей точки находятся из совместного решения системы уравнений для входной и выходной характеристик (2 нелинейных уравнения) и двух уравнений по закону Ома для выводов базы и коллектора:

I_к = I_к(U_бэ, U_кэ); I_к = (U₁ – U_кэ)/R₁; I_б = I_б(U_бэ, U_кэ); I_б = (U₂ – U_бэ)/R₂ .

Наряду с численным решением возможно также графическое решение. Для этого необходимо на семейство входных (рис.2.7) и выходных характеристик (ри.2.8) нанести линии нагрузки. Строятся они по двум точкам на пересечении с осью абсцисс и осью ординат. Координаты по оси абсцисс соответствуют напряжениям U₂ на выходной характеристике и U₁ на входной, а по оси ординат - токам I_к = U₂/R₂ на выходной характеристике и I_б = U₁/R₁ на входной. На пересечении линии нагрузки с входной характеристикой находятся напряжение U_бэА и ток I_бА. Далее, исходя из найденного напряжения U_бэА по пересечению линии нагрузки с выходной характеристикой, соответствующей этому напряжению, находят напряжение U_кэА и ток I_кА.

Рис.2.6. Схема задания параметров рабочей точки

Рис.2.7. Определение параметров Рис.2.8. Определение параметров

рабочей точки в базовой цепи рабочей точки в коллекторной цепи

При проектировании схем транзисторных каскадов решают обратную задачу, когда по требуемым параметрам рабочей точки определяют величину сопротивлений резисторов, обеспечивающих эти параметры.