Электроника в вопросах и ответах - И. Хабловски

Что такое управление транзистора током, напряжением и зарядом?

Управлением транзистора по току называется управление входной цепью от источника с большим внутренним сопротивлением по сравнению с входным сопротивлением транзистора, а управлением по напряжению — от источника с малым внутренним сопротивлением. При управлении по току и напряжению скачкообразное изменение тока базы не вызывает мгновенного изменения тока коллекторе.

Наибольшую крутизну выходного колебания, т. е. наименьшее гремя фронта, можно получить при управлении зарядом (рис. 4.39).

Оно состоит во введении инжекции в базу требуемого заряда сразу, целиком, а не на принципе постепенного накопления этого заряда, как, например, это имеет место в случае управления при постоянном токе базы. Это осуществляется, в частности, путем использования цепи с ускоряющим конденсатором (иначе — компенсационным); импульс, связанный с наличием емкости во входной цепи, вводит в базовую область такой заряд в начальный момент, что ток коллектора очень быстро достигает своего установившегося значения.

Рис. 4.39. Управление транзистора зарядом: схема (а) и формы изменения управляющего напряжения (б), тока базы (в) и тока коллектора (г)

Как обозначаются транзисторы?

Существуют различные обозначения, которые зависят от страны и изготовителя. В иностранкой литературе чаще всего встречаются буквенно-цифровые обозначения с двумя либо тремя буквами в начале. Наиболее распространена система обозначений, в которой первая буква обозначает тип полупроводника: А — германий; В — кремний. Вторая буква обозначает тип элемента: С — транзистор маломощный низкочастотный; D — транзистор мощный низкочастотный; F — транзистор маломощный высокочастотный; L — транзистор мощный высокочастотный; S — транзистор для переключающих схем; U — транзистор мощный для переключающих схем. Определение «маломощный» обычно соответствует мощности Pмах <= 0,3 Вт; определение «низкочастотный» обозначает, что для данного транзистора граничная частота fт <= 3 МГц (или fт <= 2,5 МГц). Третья буква обозначает применение транзистора, указанное изготовителем.

В СССР используется буквенно-цифровая маркировка транзистора. В зависимости от назначения и используемого при изготовлении транзисторов материала первая буква или цифра обозначает тип полупроводника: 1 или Г — германий; 2 или К — кремний; 3 или А — арсенид галлия. Буква соответствует применению в аппаратуре широкого, а цифра — специального назначения.

Второй элемент классификация (маркировки) обозначает тип транзистора: T — биполярный; П — полевой.

Третий элемент назначения определяет назначение транзистора по частотным и мощностным свойствам (табл. 4.1).

Четвертый и пятый элементы — номер разработки транзистора, обозначается цифрами от 01 до 99.

Шестой элемент обозначения — буквенной от А до Я. Показывает разделение транзисторов данного типа по классификационным параметрам. Например, транзистор КТ605А — кремниевый, биполярный, средней мощности, высокочастотный. номер разработки 0,5, группа А с классификационным параметром h21э от 10 до 40. — Прим. ред.

Таблица 4.1

Транзистор…Третий элемент маркировки транзистора

____________________________________________

— Малой мощности (до 0,3 Вт) с граничной частотой передачи тока:

• низкие частоты до 3 МГц… 1

• средние частоты 3—30 МГц… 2

• высокие и сверхвысокие частоты (более 30 МГц)… 3

— Средней мощности (0,3–1,5 Вт) с граничной частотой передачи тока:

• низкие частоты до 3 МГц… 4

• средние частоты 3—30 МГц… 5

• высокие и сверхвысокие частоты (более 30 МГц)… 6

— Большой мощности (более 1,5 Вт) с граничной частотой передачи тока:

• низкие частоты до 3 МГц… 7

• средние частоты 3—30 МГц… 8

• высокие и сверхвысокие частоты (более 30 МГц)… 9

В справочниках помимо обозначения транзистора часто указываются тип корпуса и эскиз расположения электродов. Корпуса защищают структуру транзистора от механических повреждений, загрязнений, влияния влаги, упрощают отвод тепла, облегчают монтаж транзистора. Применяются корпуса металлические, стеклянные, керамические и из искусственных материалов. Расположение электродов зависит от типа используемого корпуса.

Что такое вакуумный триод?

Это вакуумный прибор (рис. 4.40) стремя электродами: катодом, сеткой и анодом, обладающий свойством усиления электрического сигнала. Электроды расположены в стеклянном или металлическом баллоне с вакуумом внутри.

Рис. 4.40. Условное графическое обозначение триода: общее (а) и с косвенным накалом (б)

Катод триода, накаливаемый непосредственно или косвенно с помощью подогревателя, через который протекает ток накала, эмиттирует электроны на основе эффекта термоэмиссии. Количество эмиттерных электронов зависит, в частности, от материала катода и мощности накала. Анод улавливает электроны, излученные катодом. Потенциал анода должен быть положительным относительно катода.

Число попадающих на анод электронов тем больше, чем больше положительный потенциал анода (анодное напряжение). Электроны создают в цепи анода анодный ток. Сетка триода, часто называемая управляющей сеткой, является электродом, расположенным между катодом и анодом. Она имеет форму спирали, навитой из тонкой проволоки. Сетка воздействует на распределение электрического поля между катодом и анодом, в результате чего изменяется число электронов, попадающих на анод, и соответственно сила анодного тока. Сетка обычно имеет отрицательный потенциал относительно катода.

Триоды применяются в качестве усилительных ламп низкой и высокой частоты, малой и большой мощности, а также в качестве генераторных ламп. По сравнению с транзисторами триоды имеют следующие недостатки: большие габаритные размеры, необходимость использования напряжения накала, большое напряжение питания. Достоинствами триодов являются возможность работы с большими токами, высокими напряжениями, малая чувствительность к температуре и ее изменениям, устойчивость к искрению. В маломощных схемах триоды вытеснены транзисторами и интегральными микросхемами.

На каком принципе триод усиливает электрические сигналы?

Сетка расположена к катоду ближе, чем анод, и благодаря этому она значительно сильнее воздействует на количество электронов, доходящих до анода и образующих анодный ток. Небольшое увеличение сеточного напряжения (от —3 до —2 В) вызывает большой рост анодного тока (от 10 до 20 мА), а небольшое уменьшение напряжения на сетке (от —3 до —4 В) дает заметное снижение анодного тока. Изменение анодного тока вызывает изменение падения напряжения на сопротивлении нагрузки, находящемся в цепи анода. Изменение падения напряжения на этом сопротивлении во много раз больше, чем изменение напряжения на сетке, а это означает, что в триоде имеет место усиление по напряжению.

Триод обеспечивает также большое усиление по току, поскольку управление в цепи сетки осуществляется напряжением (ток сетки в рабочей точке для усилительной схемы пренебрежимо мал).

Как обозначают токи и напряжения в схемах на лампах?

Их обозначают обычно по тем же принципам, что и на транзисторных схемах, с той лишь разницей, что используются другие буквенные обозначения электродов: анода (А, а), катода (К, к) и сетки (С, с).

В каких схемах триод работает как усилитель?

Триод может работать в трех основных схемах включения, имеющих свои аналоги в транзисторных схемах (рис. 4.41): схема с общей сеткой (ОС) — аналог схемы ОБ, схема с общим катодом (ОК) — аналог схемы ОЭ, схема с общим анодом (ОА) называется катодным повторителем — аналог схемы ОК эмиттерного повторителя. Наиболее часто используемой типовой схемой является схема ОК.

Рис. 4.41. Основные схемы включения триода:

а — с общей сеткой; б — с общим катодом; в — с общим анодом