Статические состояния транзистора в схеме с ОЭ

UП Rk Ik Rб Iб Uкэ Uвх Uбэ

За положительные принимаем направления токов базы, коллектора и эмиттера в открытом транзисторе, т.е. в нормальном активном режиме и в области насыщения.

Точка 1 на пересечении линии нагрузки и выходной характеристики при I_б = –I_кбо соответствует состоянию глубокой отсечки, т.е. закрытому транзистору.

Ik 2 Iк.нас Iб =0 1 Iб = –Iкбо 0 Uкэ.нас Uкэ.з UП Uкэ

Для этого на входе должно быть запирающее напряжение U_вх < 0. Если ½ U_бэ ½>>j _т и ½ U_кэ ½>>j _т , то коллекторный ток закрытого транзистора I_к.закр @ I_кбо . Ток базы I_б.закр @ – I_кбо . Ток эмиттера практически отсутствует. Транзистор в области отсечки можно представить эквивалентной схемой в виде генератора тока I_кбо .

+ UП Rк Iкбо Б Uкэ.закр Э

Выходное напряжение

U_{кэ.закр} =U_П – I_кбо R_к @ U_П .

Между состоянием глубокой отсечки и открытым состоянием находится промежуточная область неглубокой отсечки, когда напряжение U_бэ близко к нулю.

Iк Iк.нас 0 Iб.гр Iб Uкэ UП 0 Uкэ.нас Iб

Точка 2 на пересечении линии нагрузки и линии критического режима соответствует открытому состоянию транзистора в области насыщения: ток коллектора максимален I_к = I_к.нас , а напряжение минимально U_кэ = U_кэ.нас и составляет десятые доли вольта.

При увеличении тока базы рабочая точка перемещается по линии нагрузки от 1 к 2, при этом ток I_к растет, а напряжение U_кэ уменьшается. При I_б = I_б.гр достигается граница активной области и области насыщения. Ток I_к.нас ограничен внешней цепью:

На грани насыщения потенциал базы равен потенциалу коллектора, т.е. U_кб =0,

а при насыщении потенциал коллектора U_кэ.нас опускается ниже потенциала базы U_бэ.нас.. Значение граничного тока базы, при котором наступает насыщение, равно

Степень насыщения характеризует запас тока базы по сравнению с граничным:

Эквивалентная схема насыщенного транзистора

Точная схема

Приближенная схема

К К Uбэ.нас + Uкэ.нас + – – Б Б Э Э

Основные параметры ключа

1. Входной ток закрытого транзистора

I_б.закр = –I_кбо .

2. Входное напряжение для надежного запирания транзистора

3. Выходное напряжение на коллекторе закрытого транзистора

U_{кэ.закр} = U_П – I_кбо R_к » U_П .

4. Входной ток, необходимый для насыщения транзистора,

I_б.нас > I_б.гр .

5. Максимальный ток коллектора насыщенного транзистора

I_к.нас » U_П /R_к .

6. Напряжение на коллекторе насыщенного транзистора

U_кэ.нас » 0,1¸ 0,5 В.

7. Выходное сопротивление ключа в открытом состоянии мало (десятки Ом), а в закрытом – велико (R_{вых.закр} » R_к ).