Bipolartransistor-Schaltkreise

Ein Transistor ist ein Halbleiterbauelement, das elektrische Signale verstärken, umwandeln und erzeugen kann. Der erste betriebsbereite Bipolartransistor wurde 1947 erfunden. Das Material für seine Herstellung war Germanium. Und bereits 1956 wurde ein Siliziumtransistor geboren.

Ein Bipolartransistor verwendet zwei Arten von Ladungsträgern - Elektronen und Löcher, weshalb solche Transistoren als bipolar bezeichnet werden. Neben bipolaren Transistoren gibt es unipolare (Feld-) Transistoren, bei denen nur ein Trägertyp verwendet wird - Elektronen oder Löcher. Dieser Artikel wird behandeln Bipolartransistoren.

Lange Zeit Transistoren Sie bestanden hauptsächlich aus Germanium und hatten eine pnp-Struktur, die durch die Fähigkeiten der damaligen Technologien erklärt wurde. Die Parameter von Germaniumtransistoren waren jedoch instabil. Ihr größter Nachteil ist die niedrige Betriebstemperatur - nicht mehr als 60,70 Grad Celsius. Bei höheren Temperaturen wurden Transistoren unkontrollierbar und fielen dann vollständig aus.

Im Laufe der Zeit begannen Siliziumtransistoren, Germanium-Gegenstücke zu verdrängen. Derzeit bestehen sie hauptsächlich aus Silizium und werden verwendet, was nicht überraschend ist. Immerhin bleiben Siliziumtransistoren und -dioden (fast alle Typen) bis zu 150 ... 170 Grad betriebsbereit. Siliziumtransistoren sind auch die "Füllung" aller integrierten Schaltkreise.

Transistoren gelten zu Recht als eine der großen Entdeckungen der Menschheit. Nachdem sie die elektronischen Lampen ausgetauscht hatten, ersetzten sie sie nicht nur, sondern machten eine Revolution in der Elektronik, überraschten und schockierten die Welt. Wenn es keine Transistoren gäbe, wären viele moderne Geräte und Geräte, die so vertraut und nah sind, einfach nicht geboren worden: Stellen Sie sich zum Beispiel ein Mobiltelefon mit elektronischen Lampen vor! Weitere Informationen zur Geschichte der Transistoren finden Sie unter hier.

Die meisten Siliziumtransistoren haben eine n-p-n-Struktur, was auch durch die Produktionstechnologie erklärt wird, obwohl es Silizium-p-n-p-Transistoren gibt, die jedoch geringfügig kleiner als die n-p-n-Strukturen sind. Solche Transistoren werden als Teil komplementärer Paare (Transistoren unterschiedlicher Leitfähigkeit mit denselben elektrischen Parametern) verwendet. Zum Beispiel KT315 und KT361, KT815 und KT814 und in den Ausgangsstufen des Transistors UMZCH KT819 und KT818. In importierten Verstärkern wird häufig ein leistungsfähiges komplementäres Paar aus 2SA1943 und 2SC5200 verwendet.

Oft werden Transistoren einer p-n-p-Struktur als Vorwärtsleitfähigkeitstransistoren bezeichnet, und n-p-n-Strukturen sind Rückwärtstransistoren. Aus irgendeinem Grund wird ein solcher Name in der Literatur so gut wie nie gefunden, aber im Kreis der Funkingenieure und Funkbegeisterten wird er überall verwendet, und jeder versteht sofort, worum es geht. 1 zeigt eine schematische Struktur von Transistoren und ihren grafischen Symbolen.

Abbildung 1

Neben Unterschieden in Leitfähigkeitstyp und Material werden Bipolartransistoren nach Leistung und Betriebsfrequenz klassifiziert. Wenn die Verlustleistung am Transistor 0,3 W nicht überschreitet, wird ein solcher Transistor als stromsparend angesehen. Bei einer Leistung von 0,3 ... 3 W wird der Transistor als Transistor mittlerer Leistung bezeichnet, und bei einer Leistung von mehr als 3 W wird die Leistung als groß angesehen. Moderne Transistoren können eine Leistung von mehreren zehn oder sogar Hunderten von Watt verbrauchen.

Transistoren verstärken elektrische Signale nicht gleich gut: Mit zunehmender Frequenz nimmt die Verstärkung der Transistorstufe ab und stoppt bei einer bestimmten Frequenz insgesamt. Um in einem weiten Frequenzbereich zu arbeiten, sind daher Transistoren mit unterschiedlichen Frequenzeigenschaften erhältlich.

Je nach Betriebsfrequenz werden Transistoren in niederfrequente unterteilt - die Betriebsfrequenz beträgt nicht mehr als 3 MHz, die mittlere Frequenz - 3 ... 30 MHz, die hohe Frequenz - mehr als 30 MHz.Wenn die Betriebsfrequenz 300 MHz überschreitet, handelt es sich um Mikrowellentransistoren.

Im Allgemeinen gibt es in seriösen dicken Nachschlagewerken mehr als 100 verschiedene Parameter von Transistoren, was auch auf eine große Anzahl von Modellen hinweist. Und die Anzahl der modernen Transistoren ist so hoch, dass sie nicht mehr vollständig in einem Verzeichnis abgelegt werden können. Das Angebot wächst ständig und ermöglicht es uns, fast alle von den Entwicklern gestellten Aufgaben zu lösen.

Es gibt viele Transistorschaltungen (denken Sie nur an die Anzahl der mindestens Haushaltsgeräte) zum Verstärken und Umwandeln elektrischer Signale, aber bei aller Vielfalt bestehen diese Schaltungen aus getrennten Stufen, deren Basis Transistoren sind. Um die erforderliche Signalverstärkung zu erreichen, müssen mehrere in Reihe geschaltete Verstärkungsstufen verwendet werden. Um zu verstehen, wie Verstärkerstufen funktionieren, müssen Sie sich mit Transistorschaltkreisen vertraut machen.

Der Transistor allein kann nichts verstärken. Seine verstärkenden Eigenschaften bestehen darin, dass kleine Änderungen des Eingangssignals (Strom oder Spannung) aufgrund des Energieverbrauchs einer externen Quelle zu signifikanten Änderungen der Spannung oder des Stroms am Ausgang der Kaskade führen. Diese Eigenschaft wird häufig in analogen Schaltkreisen verwendet - Verstärker, Fernsehen, Radio, Kommunikation usw.

Um die Darstellung zu vereinfachen, werden hier Schaltungen auf Transistoren der n-p-n-Struktur betrachtet. Alles, was über diese Transistoren gesagt wird, gilt gleichermaßen für pnp-Transistoren. Ändern Sie einfach die Polarität der Stromquellen, Elektrolytkondensatoren und Diodenfalls vorhanden, um einen funktionierenden Schaltkreis zu erhalten.

Transistorschaltkreise

Insgesamt gibt es drei solcher Schemata: eine Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter (OE), eine Schaltung mit einem gemeinsamen Kollektor (OK) und eine Schaltung mit einer gemeinsamen Basis (OB). Alle diese Schemata sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2

Bevor Sie sich jedoch mit diesen Schaltkreisen befassen, sollten Sie sich mit der Funktionsweise des Transistors im Schlüsselmodus vertraut machen. Diese Bekanntschaft soll das Verständnis erleichtern. Transistorbetrieb im Verstärkungsmodus. In gewissem Sinne kann ein Schlüsselschema als eine Art Schema mit MA betrachtet werden.

Transistorbetrieb im Schlüsselmodus

Bevor Sie den Betrieb eines Transistors im Signalverstärkungsmodus untersuchen, sollten Sie bedenken, dass Transistoren häufig im Schlüsselmodus verwendet werden.

Diese Betriebsart des Transistors wurde lange in Betracht gezogen. In der August 1959-Ausgabe des Radio-Magazins wurde ein Artikel von G. Lawrow "Semiconductor Triode in Key Mode" veröffentlicht. Der Autor des Artikels schlug vor Stellen Sie die Drehzahl des Kollektormotors ein Änderung der Dauer der Impulse in der Steuerwicklung (OS). Diese Regelungsmethode heißt nun PWM und wird ziemlich oft angewendet. Das Diagramm aus dem damaligen Journal ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3

Der Schlüsselmodus wird jedoch nicht nur in PWM-Systemen verwendet. Oft schaltet ein Transistor einfach etwas ein und aus.

In diesem Fall kann das Relais als Last verwendet werden: Sie gaben ein Eingangssignal - das Relais eingeschaltet, nein - das Relaissignal ausgeschaltet. Anstelle von Relais im Tastenmodus werden häufig Glühbirnen verwendet. Normalerweise wird dies gemacht, um anzuzeigen: Das Licht ist entweder an oder aus. Ein Diagramm einer solchen Schlüsselstufe ist in Abbildung 4 dargestellt. Schlüsselstufen werden auch für die Arbeit mit LEDs oder Optokopplern verwendet.

Abbildung 4

In der Figur wird die Kaskade durch einen normalen Kontakt gesteuert, obwohl es einen digitalen Chip oder geben kann Mikrocontroller. Auto Glühbirne, diese wird verwendet, um das Armaturenbrett im "Lada" zu beleuchten. Es ist zu beachten, dass 5 V zur Steuerung verwendet werden und die kommutierte Kollektorspannung 12 V beträgt.

Daran ist nichts Seltsames, da Spannungen in dieser Schaltung keine Rolle spielen, nur Ströme von Bedeutung sind.Daher kann die Glühlampe mindestens 220 V betragen, wenn der Transistor für den Betrieb bei solchen Spannungen ausgelegt ist. Die Spannung der Kollektorquelle muss auch der Betriebsspannung der Last entsprechen. Mit Hilfe solcher Kaskaden wird die Last an digitale Mikroschaltungen oder Mikrocontroller angeschlossen.

In diesem Schema steuert der Basisstrom den Kollektorstrom, der aufgrund der Energie der Stromversorgung mehrere zehn oder sogar hundert Mal (abhängig von der Kollektorlast) als der Basisstrom ist. Es ist leicht zu erkennen, dass eine Stromverstärkung auftritt. Wenn der Transistor im Schlüsselmodus arbeitet, wird der zur Berechnung der Kaskade verwendete Wert in den Nachschlagewerken üblicherweise als "Stromverstärkung im Großsignalmodus" bezeichnet, was in den Nachschlagewerken durch den Buchstaben β angegeben ist. Dies ist das Verhältnis des durch die Last bestimmten Kollektorstroms zum minimal möglichen Basisstrom. In Form einer mathematischen Formel sieht es so aus: β = Iк / Iб.

Für die meisten modernen Transistoren ist der Koeffizient β es ist in der Regel ab 50 ziemlich groß, daher kann es bei der Berechnung der Schlüsselstufe als nur 10 angenommen werden. Selbst wenn sich herausstellt, dass der Basisstrom größer als der berechnete Strom ist, öffnet sich der Transistor nicht mehr daraus, dann ist es auch ein Schlüsselmodus.

Um die in 3 gezeigte Glühbirne zu beleuchten, ist dies mindestens Ib = Ik / β = 100 mA / 10 = 10 mA. Bei einer Steuerspannung von 5 V am Basiswiderstand Rb abzüglich des Spannungsabfalls im BE-Abschnitt bleiben 5 V - 0,6 V = 4,4 V. Der Widerstand des Basiswiderstands beträgt: 4,4 V / 10 mA = 440 Ohm. Aus der Standardreihe wird ein Widerstand mit einem Widerstand von 430 Ohm ausgewählt. Eine Spannung von 0,6 V ist die Spannung am B - E - Übergang und sollte bei der Berechnung nicht vergessen werden!

Um zu verhindern, dass die Transistorbasis beim Öffnen des Steuerkontakts in der Luft hängt, wird der B-E-Übergang normalerweise durch den Widerstand Rbe überbrückt, der den Transistor zuverlässig schließt. Dieser Widerstand sollte nicht vergessen werden, obwohl dies aus irgendeinem Grund nicht der Fall ist, was zu einer Fehlfunktion der Kaskade aufgrund von Interferenzen führen kann. Eigentlich wusste jeder von diesem Widerstand, aber aus irgendeinem Grund vergaßen sie es und traten erneut auf den "Rechen".

Der Wert dieses Widerstands muss so sein, dass beim Öffnen des Kontakts die Spannung an der Basis nicht unter 0,6 V liegt, da sonst die Kaskade unkontrollierbar ist, als ob Abschnitt B - E einfach kurzgeschlossen wäre. In der Praxis ist der RBe-Widerstand auf einen Wert eingestellt, der etwa zehnmal höher ist als der von RB. Aber selbst wenn der Rb-Wert 10 K beträgt, arbeitet die Schaltung ziemlich zuverlässig: Das Basis- und das Emitterpotential sind gleich, was zum Schließen des Transistors führt.

Eine solche Schlüsselkaskade kann, wenn sie funktioniert, die Glühbirne bei voller Hitze einschalten oder vollständig ausschalten. In diesem Fall kann der Transistor vollständig geöffnet (Sättigungszustand) oder vollständig geschlossen (Abschaltzustand) sein. Die Schlussfolgerung zeigt sich natürlich sofort, dass zwischen diesen "Grenzzuständen" so etwas liegt, wenn die Glühbirne vollständig leuchtet. Ist der Transistor in diesem Fall halb offen oder halb geschlossen? Es ist wie beim Problem des Füllens des Glases: Der Optimist sieht das Glas halb voll, während der Pessimist es für halb leer hält. Diese Betriebsart des Transistors wird als verstärkend oder linear bezeichnet.

Transistorbetrieb im Signalverstärkungsmodus

Fast alle modernen elektronischen Geräte bestehen aus Mikroschaltungen, in denen Transistoren „versteckt“ sind. Wählen Sie einfach den Betriebsmodus des Operationsverstärkers, um die gewünschte Verstärkung oder Bandbreite zu erhalten. Trotzdem werden Kaskaden häufig bei diskreten ("losen") Transistoren verwendet, und daher ist ein Verständnis der Funktionsweise der Verstärkerstufe einfach erforderlich.

Der im Vergleich zu OK und OB am häufigsten verwendete Transistor ist eine OE-Schaltung (Common Emitter). Der Grund für diese Prävalenz ist vor allem ein hoher Spannungs- und Stromzuwachs.Die höchste Verstärkung der OE-Kaskade wird erreicht, wenn die Hälfte der Spannung des Netzteils Epit / 2 bei der Kollektorlast abfällt. Dementsprechend fällt die zweite Hälfte auf den K-E-Abschnitt des Transistors. Dies wird durch Einrichten der Kaskade erreicht, die nachfolgend beschrieben wird. Dieser Verstärkungsmodus wird als Klasse A bezeichnet.

Wenn Sie den Transistor mit der OE einschalten, ist das Ausgangssignal am Kollektor gegenphasig zum Eingang. Als Nachteile kann angemerkt werden, dass die Eingangsimpedanz des OE klein ist (nicht mehr als einige hundert Ohm) und die Ausgangsimpedanz im Bereich von zehn KOhm liegt.

Im Schlüsselmodus ist der Transistor durch eine Stromverstärkung im Großsignalmodus gekennzeichnet  βIm Verstärkungsmodus wird dann die "Stromverstärkung im Kleinsignalmodus" verwendet, die in den h21e-Nachschlagewerken angegeben ist. Diese Bezeichnung stammt aus der Darstellung eines Transistors in Form eines Geräts mit vier Anschlüssen. Der Buchstabe "e" zeigt an, dass die Messungen durchgeführt wurden, als der Transistor mit einem gemeinsamen Emitter eingeschaltet wurde.

Der Koeffizient h21e ist in der Regel etwas größer als β, obwohl Sie ihn in Berechnungen in erster Näherung verwenden können. Auf jeden Fall ist die Streuung der Parameter β und h21e selbst für einen Transistortyp so groß, dass die Berechnungen nur annähernd sind. Nach solchen Berechnungen ist in der Regel die Konfiguration der Schaltung erforderlich.

Die Verstärkung des Transistors hängt von der Dicke der Basis ab, sodass Sie sie nicht ändern können. Daher die große Streuung der Verstärkung von Transistoren, die selbst aus einer Box entnommen wurde (lesen Sie eine Charge). Bei Transistoren mit geringer Leistung variiert dieser Koeffizient zwischen 100 ... 1000 und bei leistungsstarken 5 ... 200. Je dünner die Basis, desto höher das Verhältnis.

Die einfachste Einschaltschaltung für einen OE-Transistor ist in Abbildung 5 dargestellt. Dies ist nur ein kleines Stück aus Abbildung 2, das im zweiten Teil des Artikels dargestellt ist. Diese Schaltung wird als feste Basisstromschaltung bezeichnet.

Abbildung 5

Das Schema ist sehr einfach. Das Eingangssignal wird der Basis des Transistors über einen Isolationskondensator C1 zugeführt und, wenn es verstärkt wird, über einen Kondensator C2 aus dem Kollektor des Transistors entfernt. Der Zweck der Kondensatoren besteht darin, die Eingangsschaltungen vor der konstanten Komponente des Eingangssignals zu schützen (denken Sie nur an das Kohlenstoff- oder Elektretmikrofon) und die erforderliche Bandbreite der Kaskade bereitzustellen.

Der Widerstand R2 ist die Kollektorlast der Kaskade, und R1 liefert eine konstante Vorspannung an die Basis. Mit diesem Widerstand versuchen sie, die Kollektorspannung Epit / 2 zu erzeugen. Dieser Zustand wird als Betriebspunkt des Transistors bezeichnet, in diesem Fall ist die Verstärkung der Kaskade maximal.

Der Widerstand des Widerstands R1 kann ungefähr durch die einfache Formel R1 ≈ R2 * h21e / 1,5 ... 1,8 bestimmt werden. Der Koeffizient 1,5 ... 1,8 wird abhängig von der Versorgungsspannung ersetzt: Bei niedriger Spannung (nicht mehr als 9 V) beträgt der Koeffizientenwert nicht mehr als 1,5 und nähert sich ab 50 V 1,8 ... 2,0. Tatsächlich ist die Formel jedoch so ungefähr, dass der Widerstand R1 am häufigsten ausgewählt werden muss, da sonst der erforderliche Wert von Epit / 2 auf dem Kollektor nicht erhalten wird.

Der Kollektorwiderstand R2 wird als Bedingung für das Problem eingestellt, da der Kollektorstrom und die Verstärkung der gesamten Kaskade von ihrer Größe abhängen: Je größer der Widerstand des Widerstands R2 ist, desto höher ist die Verstärkung. Bei diesem Widerstand muss man jedoch vorsichtig sein. Der Kollektorstrom muss unter dem für diesen Transistortyp maximal zulässigen Wert liegen.

Das Schema ist sehr einfach, aber diese Einfachheit verleiht ihm negative Eigenschaften, und Sie müssen für diese Einfachheit bezahlen. Erstens hängt die Verstärkung der Kaskade von der spezifischen Instanz des Transistors ab: Er ersetzte den Transistor während der Reparatur. - Wählen Sie den Offset erneut aus und geben Sie ihn an den Betriebspunkt aus.

Zweitens steigt von der Umgebungstemperatur - mit zunehmender Temperatur - der Kollektorumkehrstrom Ico an, was zu einer Erhöhung des Kollektorstroms führt. Und wo ist dann die Hälfte der Versorgungsspannung am Kollektor Epit / 2 der gleiche Betriebspunkt? Infolgedessen erwärmt sich der Transistor noch mehr, wonach er ausfällt.Um diese Abhängigkeit zu beseitigen oder zumindest zu minimieren, werden zusätzliche Elemente der negativen Rückkopplung - OOS - in die Transistorkaskade eingeführt.

Fig. 6 zeigt eine Schaltung mit einer festen Vorspannung.

Abbildung 6

Es scheint, dass der Spannungsteiler Rb-k, Rb-e die erforderliche anfängliche Verschiebung der Kaskade liefert, aber tatsächlich hat eine solche Kaskade alle Nachteile einer Feststromschaltung. Somit ist die gezeigte Schaltung nur eine Variation der in 5 gezeigten Feststromschaltung.

Schemata mit thermischer Stabilisierung

Bei der Anwendung der in Abbildung 7 gezeigten Schemata ist die Situation etwas besser.

Abbildung 7

In einer kollektorstabilisierten Schaltung ist der Vorspannungswiderstand R1 nicht mit der Stromquelle, sondern mit dem Kollektor des Transistors verbunden. Wenn in diesem Fall die Temperatur steigt, steigt der Rückstrom, der Transistor öffnet stärker, die Kollektorspannung nimmt ab. Diese Abnahme führt zu einer Abnahme der Vorspannung, die der Basis über R1 zugeführt wird. Der Transistor beginnt zu schließen, der Kollektorstrom sinkt auf einen akzeptablen Wert, die Position des Arbeitspunkts wird wiederhergestellt.

Es ist offensichtlich, dass eine solche Stabilisierungsmaßnahme zu einer gewissen Verringerung der Verstärkung der Kaskade führt, aber dies spielt keine Rolle. Die fehlende Verstärkung wird normalerweise durch Erhöhen der Anzahl der Verstärkungsstufen addiert. Ein solches Umweltschutzsystem kann jedoch den Bereich der Betriebstemperaturen der Kaskade erheblich erweitern.

Die Schaltung der Kaskade mit Emitterstabilisierung ist etwas komplizierter. Die Verstärkungseigenschaften solcher Kaskaden bleiben in einem noch breiteren Temperaturbereich unverändert als in der kollektorstabilisierten Schaltung. Und noch ein unbestreitbarer Vorteil: Wenn Sie einen Transistor austauschen, müssen Sie die Kaskadenbetriebsarten nicht erneut auswählen.

Der Emitterwiderstand R4, der für eine Temperaturstabilisierung sorgt, verringert auch die Verstärkung der Kaskade. Dies ist für Gleichstrom. Um den Einfluss des Widerstands R4 auf die Verstärkung des Wechselstroms auszuschließen, wird der Widerstand R4 durch den Kondensator Ce überbrückt, der für den Wechselstrom ein unbedeutender Widerstand ist. Sein Wert wird durch den Frequenzbereich des Verstärkers bestimmt. Wenn diese Frequenzen im Schallbereich liegen, kann die Kapazität des Kondensators zwischen Einheiten und zehn oder sogar Hunderten von Mikrofarad liegen. Bei Funkfrequenzen sind dies bereits Hundertstel oder Tausendstel, aber in einigen Fällen funktioniert die Schaltung auch ohne diesen Kondensator einwandfrei.

Um besser zu verstehen, wie die Emitterstabilisierung funktioniert, müssen Sie die Schaltung zum Einschalten eines Transistors mit einem gemeinsamen OK-Kollektor berücksichtigen.

Die gemeinsame Kollektorschaltung (OK) ist in Abbildung 8 dargestellt. Diese Schaltung ist ein Teil von Abbildung 2 aus dem zweiten Teil des Artikels, in dem alle drei Transistorschaltkreise dargestellt sind.

Abbildung 8

Die Kaskade wird vom Emitterwiderstand R2 geladen, das Eingangssignal wird über den Kondensator C1 zugeführt und das Ausgangssignal wird über den Kondensator C2 entfernt. Hier können Sie fragen, warum dieses Schema OK heißt. Wenn wir uns an die OE-Schaltung erinnern, ist dort deutlich zu erkennen, dass der Emitter mit einem gemeinsamen Schaltungsdraht verbunden ist, relativ zu dem das Eingangssignal geliefert und das Ausgangssignal genommen wird.

In der OK-Schaltung wird der Kollektor einfach an eine Stromquelle angeschlossen, und auf den ersten Blick scheint er nichts mit dem Eingangs- und Ausgangssignal zu tun zu haben. Tatsächlich hat die EMF-Quelle (Leistungsbatterie) einen sehr kleinen Innenwiderstand, für ein Signal ist es fast ein Punkt, der gleiche Kontakt.

Im Detail ist der Betrieb der OK-Schaltung in 9 zu sehen.

Abbildung 9

Es ist bekannt, dass für Siliziumtransistoren die Spannung des Bi-E-Übergangs im Bereich von 0,5 ... 0,7 V liegt. Sie können also durchschnittlich 0,6 V annehmen, wenn Sie sich nicht das Ziel gesetzt haben, Berechnungen mit einer Genauigkeit von Zehntel Prozent durchzuführen. Wie in 9 zu sehen ist, ist die Ausgangsspannung daher immer um den Wert von Ub-e kleiner als die Eingangsspannung, nämlich die gleichen 0,6 V.Im Gegensatz zur OE-Schaltung invertiert diese Schaltung das Eingangssignal nicht, sondern wiederholt es einfach und reduziert es sogar um 0,6 V. Diese Schaltung wird auch als Emitterfolger bezeichnet. Warum wird ein solches Schema benötigt, wozu dient es?

Die OK-Schaltung verstärkt das Stromsignal h21e-mal, was anzeigt, dass der Eingangswiderstand der Schaltung h21e-mal größer ist als der Widerstand in der Emitterschaltung. Mit anderen Worten, ohne Angst zu haben, den Transistor zu verbrennen, können Sie Spannung direkt an die Basis anlegen (ohne Begrenzungswiderstand). Nehmen Sie einfach den Basisstift und verbinden Sie ihn mit dem + U-Leistungsbus.

Mit einer hohen Eingangsimpedanz können Sie eine hochohmige Eingangsquelle (komplexe Impedanz) wie einen piezoelektrischen Tonabnehmer anschließen. Wenn ein solcher Tonabnehmer gemäß dem OE-Schema an die Kaskade angeschlossen ist, „landet“ die niedrige Eingangsimpedanz dieser Kaskade einfach das Tonabnehmersignal - „das Radio spielt nicht“.

Ein charakteristisches Merkmal der OK-Schaltung ist, dass ihr Kollektorstrom Ik nur vom Lastwiderstand und der Spannung der Eingangssignalquelle abhängt. Gleichzeitig spielen die Parameter des Transistors überhaupt keine Rolle. Sie sagen über solche Schaltkreise, dass sie durch eine hundertprozentige Spannungsrückkopplung abgedeckt sind.

Wie in 9 gezeigt, ist der Strom in der Emitterlast (es ist der Emitterstrom) In = Ik + Ib. Unter Berücksichtigung, dass der Basisstrom Ib im Vergleich zum Kollektorstrom Ik vernachlässigbar ist, können wir annehmen, dass der Laststrom gleich dem Kollektorstrom Iн = Iк ist. Der Strom in der Last ist (Uin - Ube) / Rн. In diesem Fall nehmen wir an, dass Ube bekannt ist und immer gleich 0,6 V ist.

Daraus folgt, dass der Kollektorstrom Ik = (Uin - Ube) / Rn nur von der Eingangsspannung und dem Lastwiderstand abhängt. Der Lastwiderstand kann in weiten Grenzen geändert werden, es ist jedoch nicht besonders eifrig erforderlich. In der Tat, wenn wir anstelle von Rн einen Nagel setzen - ein Hundertstel, dann kann kein Transistor es aushalten!

Die OK-Schaltung macht es ziemlich einfach, den statischen Stromübertragungskoeffizienten h21e zu messen. Wie das geht, ist in Abbildung 10 dargestellt.

Abbildung 10

Messen Sie zunächst den Laststrom wie in Abbildung 10a gezeigt. In diesem Fall muss die Basis des Transistors nirgendwo angeschlossen werden, wie in der Abbildung gezeigt. Danach wird der Basisstrom gemäß 10b gemessen. Die Messungen sollten in beiden Fällen in den gleichen Mengen durchgeführt werden: entweder in Ampere oder in Milliampere. Die Versorgungsspannung und die Last sollten bei beiden Messungen unverändert bleiben. Um den statischen Koeffizienten der Stromübertragung herauszufinden, reicht es aus, den Laststrom durch den Basisstrom zu teilen: h21e ≈ In / IB.

Es ist zu beachten, dass mit zunehmendem Laststrom h21e leicht abnimmt und mit zunehmender Versorgungsspannung zunimmt. Emitter-Repeater werden häufig auf einer Gegentaktschaltung unter Verwendung komplementärer Transistorpaare aufgebaut, wodurch die Ausgangsleistung des Geräts erhöht werden kann. Ein solcher Emitterfolger ist in Fig. 11 gezeigt.

Abbildung 11.

Abbildung 12.

Einschalten von Transistoren nach einem Schema mit einer gemeinsamen OB-Basis

Eine solche Schaltung liefert nur eine Spannungsverstärkung, hat jedoch im Vergleich zur OE-Schaltung bessere Frequenzeigenschaften: Dieselben Transistoren können bei höheren Frequenzen arbeiten. Die Hauptanwendung des OB-Schemas sind die UHF-Antennenverstärker. Ein Diagramm des Antennenverstärkers ist in Abbildung 12 dargestellt.