Схема транзисторов: СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА

Основные схемы включения транзисторов

Транзистор, как полупроводниковый прибор, имеющий три электрода (эмиттер, базу, коллектор), можно включить тремя основными способами (рис. 1 — 6).

1. Схемы включения транзисторов структуры N-P-N
2. Схемы включения транзисторов структуры P-N-P
3. Применение схем включения транзисторов
4. Схемы включения полевых транзисторов
5. Схемы составных транзисторов

Как известно, входной сигнал поступает на усилитель по двум проводам; выходной сигнал отводится также по двум проводам. Следовательно, для трех-электродного усилительного прибора при подаче входного и съеме выходного сигнала по двум проводам один из электродов будет непременно общим.

Соответственно тому, какой из электродов в схеме включения транзистора будет являться общим, различают три основные схемы включения: с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ).

Схемы включения транзисторов структуры N-P-N

Рис. 1. Схема включения N-P-N транзистора с общим эмиттером (ОЭ).

Рис. 2. Схема включения N-P-N транзистора общим коллектором (ОК).

Рис. 3. Схема включения N-P-N транзистора с общей базой (ОБ).

Практические варианты схем включения транзисторов структуры п-р-п и р-п-р приведены на рисунках 1-6. Как следует из сопоставления рисунков, схемы эти идентичны и различаются лишь полярностью подаваемого напряжения.

Для определения входного (RBх.) и выходного (RBыx.) сопротивления каждой из схем включения, а также коэффициентов усиления по току (К,), напряжению (Ки) и мощности (КР=К|ХКи) расчетные и экспериментальные значения и формулы приведены в следующих таблицах:

Таблица с формулами приведена для приближенных расчетов, а для первоначальной, первичной оценки и сравнения свойств основных схем включения транзисторов предназначена вторая таблица с численными оценками.

Обозначения в таблице следующие:

• RH — сопротивление нагрузки;
• R3 — сопротивление эмиттера или отношение изменения напряжения на эмиттерном переходе к изменению тока эмиттера в режиме короткого замыкания в выходной цепи по переменному току;
• RB — сопротивление базы или отношение изменения напряжения между эмиттером и базой к изменению тока коллектора в режиме холостого хода входной цепи по переменному току;
• а — коэффициент усиления по току для схемы с общей базой;
• р — коэффициент усиления по току для схемы с общим эмиттером.

Схемы включения транзисторов структуры P-N-P

Рис. 4. Схема включения P-N-P транзистора с общим эмиттером (ОЭ).

Рис. 5. Схема включения P-N-P транзистора с общим коллектором (ОК).

Рис. 6. Схема включения P-N-P транзистора с общей базой (ОБ).

Применение схем включения транзисторов

Наиболее часто в практических схемах используют режим включения транзистора с общим эмиттером (как обладающий наибольшим коэффициентом усиления по мощности).

Эмиттерные повторители (схемы с общим коллектором) применяют для согласования высокого выходного сопротивления источника сигнала с низким входным сопротивлением нагрузки. Для построения высокочастотных усилителей (имеющих низкое входное сопротивление) используют схемы с общей базой.

В зависимости от наличия, полярности и величины потенциалов на электродах транзисторов различают несколько режимов его работы:

• Насыщение — транзистор открыт, напряжение на переходе К— Э минимально, ток через переходы максимален;
• Отсечка — транзистор закрыт, напряжение на переходе К — Э максимально, ток через переходы минимален;
• Активный — промежуточный между режимом насыщения и отсечки;
• Инверсный — характеризуется подачей на электроды транзистора обратной (инверсной) полярности рабочего напряжения.

В переключательно-коммутирующих схемах, имеющих только два состояния: включено (сопротивление ключевого элемента близко к нулю) и выключено (сопротивление ключевого элемента стремится к бесконечности), используются режимы насыщения и отсечки.

Активный режим широко применяют для усиления сигналов. Инверсный режим используют достаточно редко, поскольку улучшить показатели схемы при таком включении транзистора не удается.

Для того чтобы без расчетов первоначально оценить величины RC-элементов, входящих в состав схем (рис. 1, 2, 4, 5), можно принять величину сопротивления в коллекторной (эмиттерной) цепи равной нескольким кОм, а величину сопротивления в цепи базы в 30…50 раз большим.

При этом напряжение на коллекторе (эмиттере) должно быть равно половине напряжения питания. Для схемы с общей базой (рис. 3, 6) величина сопротивления R3, обычно не превышает 0,1… 1 кОм, величина сопротивления R2 составляет несколько кОм.

Величины реактивных сопротивлений конденсаторов С1 — C3 для наиболее низких частот, которые требуется усилить, должны быть примерно на порядок ниже соединенных с ними активных сопротивлений R1 — R3 (рис. 1 — 6).

В принципе, величины этих емкостей можно было бы выбрать со значительным запасом, но в этом случае увеличиваются габариты переходных конденсаторов, их стоимость, токи утечки, длительность переходных процессов и т.д.

В качестве примера приведем таблицу для быстрого определения величины реактивного сопротивления конденсаторов для нескольких частот:

Напомним, что реактивное сопротивление конденсатора Хс, Ом, можно вычислить по формуле:

Для постоянного тока реактивное сопротивление конденсаторов стремится к бесконечности. Следовательно, для усилителей постоянного тока (нижняя граничная частота усиления равна нулю) переходные конденсаторы не требуются, а для разделения каскадов необходимо предусматривать специальные меры.

Конденсаторы в цепях постоянного тока равносильны обрыву цепи. Поэтому при построении схем усилителей постоянного тока используют схемы с непосредственными связями между каскадами.

Разумеется, в этом случае необходимо согласование уровней межкаскадных напряжений.

При усилении переменного тока в цепи нагрузки усилительных каскадов зачастую используют индуктивные элементы. Отметим, что реактивное сопротивление индуктивностей растет с увеличением частоты.

Соответственно, с изменением сопротивления нагрузки от частоты, растет и коэффициент усиления такого каскада.

Схемы включения полевых транзисторов

Помимо биполярных транзисторов широкое распространение приобрели более современные элементы — полевые транзисторы (рис. 7—9).

Рис. 7. Схема включения полевого транзистора с общим истоком (ОИ).

Рис. 8. Схема включения полевого транзистора с общим стоком (ОС).

По аналогии со схемами включения биполярных транзисторов полевые включают с общим истоком, общим стоком и с общим затвором.

Рис. 9. Схема включения полевого транзистора с общим затвором (ОЗ).

Основные расчетные соотношения для этих схем включения полевых транзисторов приведены в таблице:

где:

• S — крутизна характеристики полевого транзистора, мА/В;
• R, — внутреннее сопротивление транзистора.

Ориентировочно величина R1 (рис. 7—9) может быть от нескольких Ом до единиц МОм, а R2 — несколько кОм. Отметим, что, как и для биполярных транзисторов, полевые также допускают работу с отсечкой, с насыщением; активный и инверсный режимы.

Схемы составных транзисторов

Для увеличения коэффициента передачи по току биполярного транзистора используют «составные» транзисторы, включаемые по схеме Дарлингтона (рис. 10—13).

Общий их коэффициент усиления несколько отличается от произведения коэффициентов усиления каждого из транзисторов. Одновременно ухудшается температурная стабильность схемы.

Рис. 10. Схема составного транзистора из двух кремниевых структуры N-P-N.

Рис. 11. Схема составного N-P-N транзистора из трех кремниевых структуры N-P-N. 

Рис. 12. Схема составного N-P-N транзистора из двух кремниевых структуры N-P-N и P-N-P. 

Рис. 13. Схема составного P-N-P транзистора из двух кремниевых структуры P-N-P и N-P-N.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Схемы включения транзисторов – Ремонт220

Статьи

Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 4.5k. Опубликовано

10 марта Обновлено 19 ноября

Что такое транзистор более или менее представляют практически все, кому довелось иметь дело с различными электроприборами, особенно – созданием и починкой этих самых приборов. Однако правильно подключить транзистор может не каждый. Тем более что подключать их следует согласно одной из нескольких схем.

Прежде чем перейти непосредственно к включению, давайте вспомним, чем различаются два типа приборов, о которых пойдет речь в статье – биполярные и полевые транзисторы.

Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор, в котором к трем последовательно расположенным слоям полупроводника подключены электроды.

Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, ток которого изменяется под воздействием электрического поля, которое создается на затворе благодаря напряжению. В полевом транзисторе используются заряды только одного типа, что существенно отличает его от биполярного транзистора.
В сегодняшней статье мы рассмотрим схемы включения биполярного и полевого транзистора. И в том, и в другом случае существуют три основные схемы. О достоинствах и недостатках каждой из них скажем отдельно.

Содержание

1. Схемы включения биполярного транзистора
2. 1. Схема с общим эмиттером.
3. 2. Схема с общей базой.
4. 3. Схема с общим коллектором.
5. Схема включения полевых транзисторов

Схемы включения биполярного транзистора

1. Схема с общим эмиттером.

Считается, что подобная схема позволяет получить наибольшее усиление по мощности, а потому именно она наиболее распространена. Еще одним преимуществом является удобство питания от одного источника. На коллектор и базу идет подача питающего напряжения одного знака. Из недостатков следует отметить более низкие температурные и частотные свойства. Усиление в схеме с общим эмиттером будет снижаться при повышении частоты. Да и каскад при усилении будет вносить искажения, зачастую – значительные.

2. Схема с общей базой.

Подобный план включения значительного усиления не даст, зато обладает температурными и частотными свойствами. В этом его преимущество перед предыдущей схемой. Правда применяется он не так часто. Как и в схеме с общим эмиттером, здесь такой же коэффициент усиления напряжения. И входное сопротивление в десятки раз ниже. Плюс ко всему, такая схема вносит намного меньше искажений при усилении, чем первая.

3. Схема с общим коллектором.

Иначе ее еще называют эмиттерным повторителем. Главная особенность подобной схемы в том, что в ней очень сильна отрицательная обратная связь. Связано это с тем, что напряжение на входе полностью передается обратно на вход. В такой схеме отсутствует фазовый сдвиг между напряжением входным и выходным. Кстати, именно поэтому она называется эмиттерным повторителем (из-за напряжения). Важным преимуществом такой схемы является очень высокое сопротивление на входе и достаточно небольшое – на выходе.

Схема включения полевых транзисторов

Распространены три схемы включения полевых транзисторов. Первая схема – с общим истоком. Вторая – с общим стоком. Третья – с общим затвором.
Самой распространенной является схема с общим истоком. Она очень похожа на схему биполярного транзистора с общим эмиттером. Очень большое усиление мощности и тока достигается каскадом с общим истоком.

Схема с общим затвором также сравнима с одной из схем биполярных транзисторов, а именно – с общей базой. Усиления тока она не дает, а потому не трудно предположить, что в ней и усиление мощности намного меньше, чем в схеме с общим истоком.

Последняя схема – с общим затвором – имеет достаточно ограниченное применение на практике. Связано это в первую очередь с тем, что каскад общего затвора имеет крайне низкое сопротивление на входе.

Оцените автора

Конфигурации транзисторных схем

» Примечания по электронике

В схемах транзисторов

используется одна из трех конфигураций транзисторов: общая база, общий коллектор (эмиттерный повторитель) и общий эмиттер — одна из них выбирается в процессе проектирования электронной схемы.

---

Учебное пособие по проектированию схем транзисторов Включает:
Расчет схем транзисторов Конфигурации цепи Общий эмиттер Схема с общим эмиттером Повторитель эмиттера Общая база

См. также: Типы транзисторных схем

---

При рассмотрении конструкции электронной схемы для транзисторной схемы можно использовать три различные базовые конфигурации схемы.

Три различных конфигурации схемы транзистора: общий эмиттер, общая база и общий коллектор (эмиттерный повторитель). Эти три конфигурации схемы имеют разные характеристики, и для схемы будет выбран один тип в зависимости от того, что требуется.

Каждый из них имеет различные свойства с точки зрения коэффициента усиления, входного и выходного импеданса и т. д., и в результате в процессе проектирования электронной схемы будет выбрана конкретная конфигурация.

Каждая из различных топологий транзисторов имеет входы и выходы, применяемые к разным точкам, с одной клеммой, общей для входа и выхода.

В дополнение к выбору правильной конфигурации схемы или топологии на этапе проектирования электронной схемы, чтобы обеспечить требуемую базовую производительность, вокруг транзистора размещаются дополнительные электронные компоненты: обычно это резисторы и конденсаторы, а значения рассчитываются для получения точной требуемой производительности. .

Как выбор топологии, так и расчет номиналов электронных компонентов являются ключевыми элементами процесса проектирования электронных схем.

Конфигурации транзисторных цепей

Название трех основных конфигураций транзисторов указывает на клемму транзистора, которая является общей как для входных, так и для выходных цепей. Это приводит к трем терминам: общая база, общий коллектор и общий эмиттер.

Транзистор 2N3553 в металлическом корпусе ТО39

Термин «заземленный», то есть заземленная база, заземленный коллектор и заземленный эмиттер, также может использоваться в некоторых случаях, поскольку сигнал общего элемента обычно заземлен.

Существуют конфигурации эквивалентных схем для полевых транзисторов, а также термоэлектронных клапанов/вакуумных ламп. Эти конфигурации имеют одинаковые типы свойств, хотя и немного модифицированные для типа используемого электронного устройства.

Для полевых транзисторов используются такие термины, как общий сток, общий исток и общий затвор, а для клапанов/трубок терминология включает общий катод, общий анод и общую сетку.

Конфигурация транзистора с общей базой

В алфавитном порядке это первая конфигурация транзистора, но, вероятно, она используется реже всего.

Эта конфигурация транзистора обеспечивает низкий входной импеданс при высоком выходном импедансе. Несмотря на высокое напряжение, коэффициент усиления по току низкий, а общий коэффициент усиления по мощности также низок по сравнению с другими доступными конфигурациями транзисторов. Другая существенная особенность этой конфигурации заключается в том, что вход и выход находятся в фазе.

Эта конфигурация транзистора, вероятно, используется реже всего, но она дает преимущества, заключающиеся в том, что база, общая для входа и выхода, заземлена, и это дает преимущества в снижении нежелательной обратной связи между выходом и входом для различных приложений проектирования радиочастотных цепей. Это происходит потому, что база, которая физически является электродом между эмиттером и коллектором, заземлена, тем самым обеспечивая барьер между ними.

В результате конфигурация с общей базой обычно используется для ВЧ-усилителей, где повышенная изоляция между входом и выходом обеспечивает более высокий уровень стабильности и снижает вероятность нежелательных колебаний. Как подтвердит любой, кто занимается радиочастотным проектированием, это очень полезный атрибут.

Кроме того, низкий входной импеданс часто может обеспечить хорошее согласование с 50 Ом, что является полезным атрибутом для многих сценариев проектирования ВЧ.

Схема общей базы транзисторов

Подробнее о . . . . Транзисторный усилитель с общей базой.

Общий коллектор (эмиттерный повторитель)

Конфигурация схемы с общим коллектором, возможно, более широко известна как эмиттерный повторитель, потому что напряжение эмиттера следует за напряжением базы, хотя оно ниже по напряжению на величину, равную напряжению включения перехода база-эмиттер.

Повторитель с общим коллектором и эмиттером обеспечивает высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление. Коэффициент усиления по напряжению равен единице, хотя коэффициент усиления по току высок. Входной и выходной сигналы совпадают по фазе.

Ввиду этих характеристик конфигурация эмиттерного повторителя широко используется в качестве буферной схемы, обеспечивающей высокий входной импеданс для предотвращения нагрузки предыдущего каскада и низкий выходной импеданс для управления последующими каскадами.

Конфигурация цепи транзистора с общим коллектором

Как видно из схемы, в этой конфигурации транзистора электрод коллектора является общим как для входной, так и для выходной цепи. Несколько дополнительных электронных компонентов используются с резистором для эмиттера, возможно, конденсаторами на входе и выходе и резисторами смещения на базе, если это необходимо. В некоторых случаях эмиттерный повторитель может быть напрямую соединен с предыдущим каскадом, поскольку выходное постоянное напряжение может подходить для схемы повторителя. Это означает, что требуется очень мало дополнительных электронных компонентов.

Подробнее о . . . . Усилитель на транзисторах с общим коллектором (эмиттерный повторитель).

Конфигурация транзистора с общим эмиттером

Эта конфигурация транзистора, вероятно, наиболее широко используется. Схема обеспечивает средний уровень входного и выходного импеданса. Усиление как по току, так и по напряжению можно охарактеризовать как среднее, но выходной сигнал является обратным входному, то есть изменение фазы на 180°. Это обеспечивает хорошую общую производительность и часто является наиболее широко используемой конфигурацией.

Конфигурация схемы транзистора с общим эмиттером

Как видно из схемы, в этой схеме транзистора эмиттерный электрод является общим как для входной, так и для выходной цепи.

Подробнее о . . . . Усилитель на транзисторах с общим эмиттером.

Сводная таблица конфигурации схемы транзистора

В таблице ниже приведены основные характеристики различных конфигураций транзисторов. При проектировании транзисторной схемы важным аспектом является не только коэффициент усиления, но и такие параметры, как входное и выходное сопротивление.

Сводная таблица конфигурации транзисторов
Конфигурация транзистора	Общая база	Общий коллектор (эмиттерный повторитель)	Общий эмиттер
Коэффициент усиления по напряжению	Высокий	Низкий	Средний
Коэффициент усиления по току	Низкий	Высокий	Средний
Прирост мощности	Низкий	Средний	Высокий
Отношение фазы ввода/вывода	0&градус	0°	180°
Входное сопротивление	Низкий	Высокий	Средний
Выходное сопротивление	Высокий	Низкий	Средний

Дополнительные электронные компоненты

Какая бы форма подтверждения транзистора ни была выбрана на этапе проектирования электронной схемы, вокруг транзистора потребуются дополнительные компоненты: резисторы для установки точек смещения и конденсаторы для обеспечения связи и развязки.

Схема транзистора с общим эмиттером, показывающая дополнительные компоненты, необходимые для обеспечения смещения, связи и развязки и т. д.

В этой схеме усилителя с общим эмиттером базовая конфигурация устанавливает базовые условия схемы: средний входной импеданс, средний выходной импеданс, приемлемое напряжение выигрыш и тому подобное. Затем рассчитываются дополнительные электронные компоненты, чтобы обеспечить требуемые рабочие условия помимо этого.

Каждый из электронных компонентов должен быть рассчитан на этапе проектирования электронной схемы, чтобы обеспечить требуемую производительность.

Хотя общий эмиттер, вероятно, чаще всего будет встречаться с электронными компонентами, такими как резисторы и конденсаторы, при использовании для проектирования радиочастотных цепей такие компоненты, как катушки индуктивности и трансформаторы, также могут быть включены в схему. То же самое верно и для других конфигураций транзисторных схем.

Наиболее часто используемой схемой является схема с общим эмиттером, которая используется во многих каскадах усилителя, обеспечивающих усиление по напряжению. Также широко используется эмиттерный повторитель или общий коллектор. Обеспечивая высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс, он действует как буфер и обеспечивает только усиление по току – его усиление по напряжению равно единице. Общая база используется в более специализированных приложениях и встречается значительно реже.

Дополнительные схемы и схемы:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Транзисторная конструкция Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы схемы полевых транзисторов Символы цепи
    Вернитесь в меню проектирования схем . . .

Понимание конструкции схемы транзистора » Электроника Notes

Разработка электронной схемы с использованием биполярных транзисторов довольно проста с использованием простых принципов проектирования и нескольких уравнений.

---

Учебное пособие по проектированию схем транзисторов Включает:
Расчет схем транзисторов Конфигурации цепи Общий эмиттер Схема с общим эмиттером Повторитель эмиттера Общая база

См. также: Типы транзисторных схем

---

Транзисторные схемы лежат в основе современных технологий проектирования электронных схем. Хотя в наши дни интегральные схемы используются во многих схемах, базовая конструкция транзисторной схемы часто требуется в различных областях.

Хотя при использовании дискретных электронных компонентов с транзисторами используется больше компонентов, можно адаптировать схему для обеспечения именно той функциональности, которая требуется. Соответственно схемы с использованием дискретных транзисторов и нескольких дополнительных электронных компонентов до сих пор лежат в основе проектирования электронных схем.

Это означает, что понимание конструкции транзисторных схем по-прежнему важно, поскольку оно не только позволяет проектировать базовые транзисторные схемы, но и обеспечивает лучшее понимание работы интегральных схем, основанных на технологии биполярных транзисторов.

BC547 Транзистор с пластиковыми выводами

Основы биполярного транзистора

Очевидно, что ключевым электронным компонентом любой транзисторной схемы является сам транзистор. Эти электронные компоненты могут быть получены в дискретной форме, или они могут быть в составе интегральной схемы.

Транзисторы производятся в различных форматах и ​​могут быть получены для выполнения различных функций от слабого сигнала до высокой мощности, от звука до ВЧ и коммутации.

Они также бывают PNP-транзисторы и NPN-транзисторы – из этих NPN-транзисторов более широко используются, поскольку они имеют тенденцию соответствовать широко используемой системе отрицательного заземления, а также их производительность лучше с точки зрения скорости.

Хотя транзисторы NPN более широко используются, это не означает, что транзисторы PNP не используются. Они часто находят применение, дополняя NPN-транзисторы и некоторые другие схемы.

Базовая структура транзистора и символы схемы

Примечание по устройству биполярного транзистора:

Биполярный транзистор представляет собой устройство с тремя выводами, обеспечивающее усиление по току, когда ток коллектора в В раз превышает ток базы. Биполярный транзистор широко доступен, и его производительность оптимизируется в течение многих лет.

Подробнее о Биполярный транзистор и принцип его работы

Биполярный транзистор доступен уже более семидесяти лет – его технология очень хорошо зарекомендовала себя, и хотя технология полевых транзисторов, вероятно, более широко используется в интегральных схемах, биполярные транзисторы все еще используются в огромных количествах в различных аналоговых и цифровых схемах, как в интегральных схемах и как дискретные электронные компоненты.

Биполярный транзистор был впервые изобретен в 1949 году группой ученых, работающих в Bell Labs в США. Его открытие делает интересное чтение.

Заметка об истории транзисторов:

Биполярный транзистор был изобретен тремя исследователями, работающими в Bell Laboratories: Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли. Они работали над идеей использования эффекта поля для управления током в полупроводнике, но не смогли воплотить эту идею в жизнь. Они обратили внимание на другую возможность и сделали трехконтактное устройство, используя два близко расположенных точечных контакта на германиевой пластине. Эта идея сработала, и они смогли продемонстрировать, что в конце 1949.

Подробнее о Биполярный транзистор История

Расчетные параметры схемы транзистора

Прежде чем приступить к разработке электронной схемы для транзисторной схемы, необходимо определить требования к схемам: некоторые основные параметры, связанные с транзисторными схемами.

В требованиях к конструкции транзисторной схемы может быть указан ряд параметров:

• Коэффициент усиления по напряжению:   Коэффициент усиления по напряжению часто является ключевым требованием для проектирования электронных схем. Коэффициент усиления схемы — это увеличение напряжения от входа к выходу схемы. С точки зрения математики, коэффициент усиления по напряжению, A _v , представляет собой выходное напряжение, деленное на входное напряжение.

  Коэффициент усиления по напряжению является одной из ключевых целей многих схем, поскольку он обеспечивает «размер»

• Коэффициент усиления по току:  Усиление по току схемы часто важно при проектировании электронных схем, особенно там, где схема управляет нагрузкой с низким импедансом. Часто требуется схема без усиления по напряжению и только с усилением по току, чтобы цепь с относительно высоким выходным импедансом могла управлять другой схемой с более низким импедансом.

  Есть много примеров этого: ВЧ-генератору часто требуется буферный каскад, чтобы гарантировать, что сама схема генератора не будет чрезмерно нагружена, но выход необходим для управления другими схемами. Коэффициент усиления по току также используется в цепях питания, где элемент последовательного прохода регулятора напряжения должен обеспечивать значительные уровни тока, но с использованием опорного напряжения с низким током. Есть много других примеров, где требуется усиление по току.

  Как и усилитель напряжения, коэффициент усиления по току схемы сравнивает входной и выходной уровни, но по току. Коэффициент усиления по току равен выходному току, деленному на входной ток.

• Входное сопротивление: Входное сопротивление транзисторной схемы всегда важно. Он определяет нагрузку на предыдущий каскад, а также важен в радиочастотных цепях, где важным параметром является согласование импеданса.

  Во многих электронных схемах желателен высокий входной импеданс, поскольку это означает, что предыдущий каскад не слишком нагружен. Если входное сопротивление транзисторной схемы слишком низкое, то она будет нагружать предыдущую, снижая уровень сигнала и, возможно, в некоторых случаях вызывая искажения. Настройка транзисторного каскада для обеспечения правильного входного импеданса является ключевым элементом процесса проектирования электронной схемы.

• Выходное сопротивление:   Также важно выходное сопротивление. Если транзисторная схема управляет схемой с низким импедансом, то ее выход должен иметь низкий импеданс, в противном случае в транзисторном выходном каскаде возникнет большое падение напряжения, а в некоторых случаях может произойти искажение сигнала.

  Если полное сопротивление нагрузки низкое, обычно требуется схема с высоким коэффициентом усиления по току, и в процессе проектирования электронной схемы можно выбрать подходящий формат схемы. Если допустим более высокий выходной импеданс, то часто более подходящей является схема с более высоким коэффициентом усиления по напряжению.

• Частотная характеристика:  Частотная характеристика — еще один важный фактор, влияющий на конструкцию транзисторной схемы. Конструкции низкочастотных или звуковых транзисторных схем сильно отличаются от тех, которые используются для радиочастотных приложений. Также выбор электронных компонентов в схеме определяет характеристику: транзисторы, а также номиналы конденсаторов и резисторов в конструкции электронной схемы влияют на частотную характеристику.

  На начальном этапе проектирования схемы необходимо иметь определенные требования к требуемой частотной характеристике, а затем схема может быть спроектирована с учетом этого требования.

• Напряжение и ток питания:  Одним из ключевых параметров любой цепи являются требования к мощности с точки зрения необходимого напряжения и тока. Таким образом, можно гарантировать, что правильное напряжение будет обеспечено с требуемой способностью по току на этапе проектирования электронной схемы.

• Рассеиваемая мощность: Другим параметром, тесно связанным с напряжением и током, подаваемым в цепь, является рассеиваемая мощность. Если рассеиваемая мощность высока, то могут потребоваться меры для охлаждения и общего отвода тепла от схемы и, в частности, от любых электронных компонентов, которые могут рассеивать большое количество тепла. Обычно это транзистор, но другие компоненты тоже могут рассеивать тепло.

Функция цепи транзистора

Существует множество различных функций, которые могут выполнять транзисторные схемы. Обычно существуют стандартные блоки для общих функций, таких как усилитель, генератор, фильтр, источник тока, дифференциальный усилитель и множество других.

Эти стандартные форматы схем широко используются и могут быть приняты, а значения электронных компонентов определены в процессе проектирования электронной схемы.

Схемы часто следуют проверенным схемам, которые использовались в течение многих лет. Эти схемы часто использовались со старой технологией электронных ламп или термоэлектронных ламп и одинаково хорошо работают с биполярными транзисторами, а также с полевыми транзисторами, полевыми транзисторами и иногда даже с операционными усилителями.

Принят базовый формат и определены значения электронных компонентов для обеспечения требуемой производительности.

Часто это требует небольшого экспериментирования, но в наши дни программное обеспечение для моделирования цепей способно точно воспроизвести операцию для схемы, так что значения электронных компонентов могут быть оптимизированы для требуемой производительности и функциональности.

Конфигурация или топология схемы транзистора

Какой бы ни была общая функция схемы, в начале процесса проектирования электронной схемы также необходимо учитывать топологию.

Схемы транзисторов

могут быть разработаны с использованием различных топологий, каждая из которых предлагает различные характеристики, особенно с точки зрения входного и выходного импеданса.

Эти топологии конфигураций выбираются в соответствии с требованиями к конструкции электронной схемы и включают общий эмиттер, общий коллектор или эмиттерный повторитель и общую базу.

Подробнее о . . . . Конфигурации / топологии транзисторных цепей.

Процесс проектирования схемы транзистора

Процесс проектирования транзистора состоит из нескольких этапов. Обычно они выполняются в логическом порядке, но часто приходится пересматривать различные этапы, чтобы оптимизировать значения различных электронных компонентов для обеспечения требуемой общей производительности.

• Определение требований:   Определение реальных требований является важным этапом, и его правильное выполнение будет означать, что концепция схемы не изменится в дальнейшем.

• Определение функции и топологии схемы:  После того, как общие требования к электронному устройству будут установлены, необходимо определиться с фактической схемой транзистора. Например, существует множество схем генератора, фильтров, усилителей и т. д. для транзисторов, и можно выбрать оптимальный тип для конкретных требований. Это часто также определяет реальную топологию схемы, т. е. использование общего эмиттера, общего коллектора, общей базы, но в противном случае это может стать частью общего принятия решений в настоящее время, поскольку нагрузка на генераторы, усиление, выходное сопротивление и т.п. можно рассмотреть в это время.

• Настройка условий смещения:   В любой схеме одной из ключевых особенностей конструкции электронной схемы является обеспечение уровней смещения для активных устройств: в этом случае биполярные транзисторы настроены правильно. Если смещение неправильное, транзисторная схема не будет работать. Определение номиналов электронных компонентов (в основном резисторов), задающих смещение, является одним из ключевых этапов проектирования.

• Определение функциональных значений электронных компонентов:   Наряду с установкой условий смещения необходимо определить значения для других электронных компонентов, обеспечивающих функциональность схемы. Эта часть процесса проектирования электронной схемы продолжается вместе с настройкой условий смещения, поскольку значения одного будут влиять на другое, и наоборот.

• Пересмотрите значения электронных компонентов для смещения и функции:   При заданных значениях схемы всегда требуется небольшая итерация, чтобы сбалансировать требования к смещению и общей функциональности схемы. Скорее всего, в этом процессе будет какая-то итерация.

• Тестовая схема:   Проверка схемы является ключевым элементом любой конструкции. Часто во многих лабораториях есть программное обеспечение для моделирования цепей, поэтому схему можно смоделировать до того, как она будет построена, чтобы устранить большинство проблем. Однако окончательный тест состоит в том, чтобы построить и запустить схему в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации.

• Доработка и модификация:   Часто возникает необходимость модифицировать электронную схему. Если это требуется, то он дорабатывается и тестируется с новыми номиналами электронных компонентов, компоновкой и т.д.

Они представляют собой некоторые из основных параметров схемы, необходимых для проектирования транзисторной схемы. Знание этих параметров может повлиять на выбор конфигурации схемы и, безусловно, на определение номиналов компонентов и многих других факторов.

Соответственно, необходимо знать параметры, определяющие работу транзисторной схемы, прежде чем можно будет приступить к разработке.