Анализ схем с транзисторами: схемы, описание, формулы

Хотя практический анализ электронных схем рекомендуется выполнять на ЭВМ, для лучшего уяснения принципов работы схем с транзисторами и для проведения прикидочных расчетов следует ознакомиться с графическим анализом схем, а также с анализом схем на основе простейших эквивалентных схем транзистора.

Графический анализ схем с транзисторами.

При анализе схем с транзисторами графическим способом используется тот же подход, что и при анализе диодных схем. Применяются линии нагрузки. Но теперь для анализа схемы используют две линии нагрузки — для входной и выходной цепей. Обратимся к рис. 1.71. Уравнение линии нагрузки для входной цепи имеет следующий вид: Е_б = i_s · R_б +uбэ Линия нагрузки для выходной цепи описывается выражением E_к = i_к · R_к +uкэ Построим линии нагрузки для входной (рис. 1.72) и выходной (рис. 1.73) цепей. При анализе напряжением часто пренебрегают (если напряжение Е_б достаточно велико). Вначале по входной характеристике (часто используют характеристику для uкэ = 5В) определяют искомый ток базы i_б, а затем по выходной характеристике, соответствующей этому току, определяют искомый ток коллектора i_к, искомое напряжение между коллектором и эмиттером uкэ и искомое напряжение uRк на резисторе R_к. Найденную точку 0 называют начальной рабочей точкой.

Анализ схем с использованием эквивалентных схем транзистора

Заменим транзистор в схеме на рис. 1.71 эквивалентной схемой. Получим схему, представленную на рис. 1.74 (при этом вместо диода в эквивалентной схеме используется закоротка). Из схемы на рис. 1.74 следует, что iб=E_s/ (Rб+rб) ,iк=iб·βст+i′_ко,Uкэ= Е_к -iк·Rк. Рассмотрим более сложный пример (рис. 1.75). На схеме, как это принято в электронике, показан только один полюс источника напряжения Е_к. Пусть β_ст = 99; rб= 0,5 кОм; r′_к = °°; i′_ко = 0,01 мА. Определим i_б. Вначале выполним преобразование схемы, используя теорему об эквивалентном генераторе. Получим схему на рис. 1.76. При этом Е_экв = Е_к · (R2/ (R1+R2)) =5 В,Rэкв=R1·R2/ (R1+R2)= 0,5 кОм Заменим транзистор его эквивалентной схемой и проведем анализ полученной схемы (рис. 1.77). Вначале определим i′_ко:i′_ко = (1 +βст) ·iко= 1 мА Из схемы рис. 1.77 следует, что Е_экв -i· (Rэкв+rб) = (βст·iб+i′_ко +iб) ·Rэ Отсюда iб= (Е_экв -i′_ко·Rэ) / (Rэкв+rб+ (1 +βст) ·Rэ) = 0,137 мА