Транзисторы

Итак, мы совместили с входной характеристикой транзистора график, показывающий, как с течением времени меняется входное напряжение U_эб. Теперь можно быстро узнать, каким будет эмиттерный ток в тот или иной момент времени. Для этого достаточно определить U_эб, затем провести вспомогательную прямую линию на входную характеристику и, наконец, по входной характеристике определить, каким будет ток при данном U_эб. Так, например, легко находим, что в момент а на базе действует напряжение U_эб = 200 мв и что этому напряжению соответствует ток I_э = 6 ма. Аналогично для момента б находим U_эб = 250 мв и I_э = 10 ма, а для момента в определяем U_эб = 150 мв и I_э = 2 ма.

Определяя ток для разных моментов времени, можно построить еще один важный график — зависимость входного тока I_э от времени t. Для удобства этот третий график (рис. 62—В) располагаем справа от входной характеристики и ось тока I_э размечаем в том же масштабе, что и ось тока I_э на входной характеристике. Это позволит упростить само построение третьего графика, так как необходимую величину тока можно будет откладывать на нем, протянув вспомогательную прямую линию от входной характеристики.

Как видите, совмещенные графики для входной цепи строятся очень просто и позволяют наглядно представить себе, что произойдет с эмиттерным током (не забывайте — от него зависит и коллекторный ток!) при тех или иных изменениях смещения или самого входного сигнала.

Несколько сложней обстоит дело с построением совмещенных графиков, иллюстрирующих работу коллекторной цепи (рис. 63).

Рис. 63.Если известно, как меняется входное напряжение, и известно сопротивление нагрузки, то, пользуясь выходной характеристикой, можно построить график коллекторного тока и напряжения на коллекторе (на нагрузке).

Трудность состоит в том, что просто некуда приложить «самый главный» график, определяющий все поведение транзистора, в том числе и поведение коллекторной цепи. Речь идет о графике, который показывал бы, как меняется управляющее напряжение U_эб  (листок Б). По вертикальной и горизонтальной осям выходной характеристики (рис. 63—А) откладываются соответственно коллекторный ток и коллекторное напряжение, которые в очень сильной степени зависят от U_эб. А изменения самого управляющего напряжения U_эб отражены лишь в том, что построена не одна, а целое семейство выходных характеристик и при изменении U_эб следует переходить с одной из них на другую (стр. 165). Поэтому есть лишь один способ хоть как-нибудь отметить на выходной характеристике то, что происходит на входе транзистора. Нужно помечать тех «членов семейства», помечать те отдельные статические характеристики, которые соответствуют изменяющемуся входному напряжению.

Мы в дальнейшем будем помечать лишь три такие статические характеристики: одну — соответствующую наибольшему напряжению на базе U_{эб-макс}, другую — соответствующую наименьшему напряжению на базе U_эб-мин и третью — соответствующую напряжению постоянного смещения U_см. По этим трем характеристикам можно определить наибольший коллекторный ток I_к-макс, наименьший коллекторный ток I_к-мин и коллекторный ток покоя I_к-п — постоянный ток в коллекторной цепи, когда сигнала нет. Попутно отметим, что этот ток очень часто определяет и энергию, Потребляемую от источника питания, так как он говорит о том, что потребляется от этого источника не в самом трудном случае (I_к-макс, момент б), не в самом легком случае (I_к-мин, момент в), а в среднем за длительное время.

И еще одно попутное замечание: токи эмиттера I_э-п и базы I_б-п при отсутствии сигнала также называют токами покоя. Подсчитав I_к для разных моментов времени, можно легко построить график изменения этого тока с течением времени (листок В). Для простоты построения график этот удобно расположить слева или справа от выходной характеристики, причем расположить так, чтобы оси I_к оказались совмещенными.

Отметив три статические характеристики, соответствующие наибольшему, наименьшему и среднему напряжению на входе транзистора, можно, пользуясь линией нагрузки, определить, как будет изменяться и напряжение U_бк на коллекторе (точнее — между коллектором и базой). Для этого достаточно опустить на горизонтальную ось вспомогательные линии от точек пересечения линии нагрузки с соответствующими статическими характеристиками. Определив границы изменения U_бк, можно очень просто построить график, показывающий, как меняется это напряжение с течением времени (листок Г).