Схема включения с общим коллектрором (ОК)

Статические характеристики ОЭ и ОК примерно одинаковые.

В отличие от схемы с ОЭ в схеме с ОК нагрузочный резистор включают не в цепь К, а в цепь Э и выходное напряжение снимают не с К VT, а с указанного нагрузочного резистора в цепи Э (рис. 12). Особенность данной схемы состоит в том, что входные и выходные напряжения сигнала действуют в одной цепи Б-Э. Причём приросты напряжения, создаваемые источником с-ла, вызывают близкие по значению приросты падения напряжения на нагрузочном резисторе Rэ, но противоположной полярности. Поэтому непосредственно между Б и Э будет приложена разность указанных приростов напряжения, которая во много раз меньше прироста напряжения источника с-ла, поступающего на Б VT в отсутствие Rэ, то есть в схеме с ОЭ. Соответственно будут меньшими и приросты токов в VT, в частности тока Б. Последним объясняется то, что схема с ОК имеет наибольшее из всех схем включение VT дифференциальное входное сопротивление (Rвх.к. может

при Uкэ=const.

составлять десятки кОм.).Выходное сопротивление схемы с ОК наименьшее из всех схем включения VTа (десятки-сотни Ом.). Очевидно, что в данной схеме прирост падения напряжения на Rэ, то есть Uвых всегда меньше Uвх. Это означает, что схема с ОК не даёт усиления по напряжению. В то же время схема с ОК даёт усиление по току и мощности. Статические характеристики VT снимаются при отсутствии нагрузочного резистора (Rк=Rэ=0). Но в этом случае схема с ОК превращается в схему с ОЭ. Поэтому статические характеристики для схемы с ОК те же, что и для схемы с ОЭ.

Выводы:

1.Схема с ОК вносит усиление по I и P, но не даёт усиление по напряжению.

2.Схема с ОК имеет наибольшее из всех схем включения VT входное и наименьшее выходное сопротивление.

Для удобства сравнения основные свойства всех трёх схем включения транзисторов сведены в таблицу 1.

Таблица 1.

Важнейшие параметры основных схем включения транзисторов.

§4 Влияние температуры на статические характеристики VT_а.

Изменения температуры окружающей среды влияют на температуру р-n-переходов VT_ов. Это приводит к изменению токов VT_ов (т.к. изменяется число носителей заряда в р- и n- областях) и, следовательно, влияет на статические характеристики VT_ов. Так, при изменении температуры окружающей среды от t_н до t входная характеристика сдвигается примерно на

ΔU_эб= 0,002 (t_н- t) (В) ,

где t_н – температура, при которой снималась приводимая в справочнике характеристика (обычно +20 или +25 °С).

Влияние температуры окружающей среды на входные характеристики VT_а изображено на рис.16.

Рис. 16. Влияние температуры окружающей среды на входные характеристики VT_a.

При повышении температуры одному и тому же значению тока соответствует меньшее значение напряжения (и наоборот).

Столь большое увеличение прямого тока через р-n-переход можно объяснить следующим образом. Значительное повышение температуры вызывает усиленную ионизацию атомов n/n_a, в результате чего резко возрастает число носителей заряда в каждой из областей р-n-перехода. В частности, в р-области возрастает число свободных электронов, и они переходят в n-область, где компенсируют положительные заряды атомов донорной примеси. В обратном направлении переходит большее число дырок, компенсирующих отрицательные заряды атомов акцепторной примеси. В результате резко снижается потенциальный барьер и возрастает прямой ток через р-n-переход.

Изменения температуры оказывают влияние и на выходные характеристики. Причиной этого влияния является температурные изменения обратного тока К I_КБО, являющегося составной частью и тока К и тока Б.

Степень влияния температурных изменений тока I_КБО на выходные характеристики в схемах с ОБ и с ОЭ различна.

В схеме с ОБ выходные характеристики снимаются при фиксированных значениях тока Э , которые не зависят от тока Б и его составляющей I_КБО. Поэтому влияние температурных изменений тока I_КБО на выходные характеристики в схемах с ОБ проявляется лишь в том, что к управляемому току К добавляется ток I_КБО. Т.к. ток К у VT_ов малой мощности имеет порядок единиц и десятков мА, относительное изменение его за счет температурного прироста тока I_КБО получается настолько незначительным, что им в большинстве случаев можно пренебречь.

Посмотрим теперь, как температурный прирост тока I_КБО повлияет на выходные характеристики в схеме с ОЭ.

При температуре 20°С I_КБО ≈ 5мкА

I_К ≈ I_Э = I_КОБ / (1 - α) = 5 / (1 – 0.98) = 250 мкА

При повышении температуры до 70°С I_КБО увеличивается до 160 мкА следовательно I_К ≈ I_Э = 160 / (1 - 0,98) = 8 мА

Таким образом, все выходные характеристики семейства сместятся вверх на 8 мА (рис.17), т.е. влияние температуры на выходные характеристики в схеме с ОЭ достаточно большое.

Рис.17. Влияние температуры о.с. на выходные характеристики VT при включении с ОЭ.

В VT_ых усилителях и других устройствах принимаются меры по температурной стабилизации режима работы VT_ов, о чем будет сказано далее.

Выводы: 1. Изменения t° о.с. влияют на статические характеристики VT_а: на входные – за счет изменения количества носителей заряда р-и n-областях, на выходные – из-за изменения величины обратного тока К.

2. Входная характеристика сдвигается примерно на 2 мВ на 1°С.

3. Выходные характеристики в схеме с ОЭ намного сильнее подвержены температурному влиянию, чем в схеме с ОБ.