Транзистор?.. Это очень просто!

Айсберг Евгений Давыдович

Рис. 66. Изменение сопротивления терморезистора в зависимости от температуры.

Н. — Я спрашиваю тебя, как ты используешь плохо переносящий жару резистор для нейтрализации причиняемого жарой вреда.

Л. —

Очень просто. Я включаю его в делитель напряжения, подающий смещение на базу (рис. 67). Верхнее плечо делителя образует обычный резистор R₁. Другое плечо состоит из терморезистора, зашунтированного резистором R₃ и включенного последовательно с резистором R₂. Что же происходит при повышении температуры?

Рис. 67. Компенсация влияния температуры с помощью терморезистора, управляющего потенциалом базы.

Н. — Сопротивление терморезистора уменьшается, и это вызывает снижение сопротивления всего нижнего плеча, состоящего из R₂, R₃ и терморезистора. Поскольку сопротивление резистора R₁ верхнего плеча не уменьшается (а может быть, даже несколько увеличивается при повышении температуры), потенциал базы становится менее отрицательным. Это вызывает уменьшение тока коллектора. Вот здорово!

Л. — Как видишь, высшее искусство в жизни заключается в том, чтобы превратить недостатки вещей в положительные качества, что мы здесь и сделали.

Н. — Но зачем ты усложнил схему, введя в нее резисторы R₂ и R₃?

Л. — Это сделано для осуществления точной компенсации. Нужно, чтобы сопротивления резисторов были рассчитаны соответствующим образом. Иногда можно убрать то или иное из них, если характеристика терморезистора точно соответствует нашим задачам.

Н. — Я чувствую, что мое собственное сопротивление падает, так как мой мозг слишком перегрелся.

Л. — Ну, тогда оставим его в покое.

Беседа девятая

ОЭ — ОБ — OK

В ходе предшествующих бесед Любознайкин и Незнайкин приобрели прочные знания о работе транзисторов, используемых в качестве усилителей. Для этого они проанализировали наиболее употребительную схему, где усиливаемые сигналы прикладываются между базой и эмиттером, а после усиления снимаются между коллектором и эмиттером. Это соответствует классической ламповой схеме. Однако транзисторы, так же как и электронные лампы, в некоторых случаях могут применяться и в других схемах включения. Поэтому, прежде чем перейти к практическому применению транзисторов, полезно изучить их работу в этих других схемах.

_{Содержание: Ламповые схемы с заземленным катодом, сеткой или анодом. Транзисторные схемы с общим эмиттером, общей базой или общим коллектором. Усиление по току и напряжению в трех основных типах схем. Их входные и выходные сопротивления. Сводная таблица характеристик трех схем включения транзисторов.}

Элемент случайности в истории изобретений

Незнайкин. —

Как случилось, что транзистор был изобретен на сорок лет позднее электронной лампы? Ведь на первый взгляд проще ввести примеси в полупроводник, чем создать вакуум в стеклянном баллоне и нагреть в нем катод, эмиттирующий электроны через сетку к аноду.

Любознайкин. — В истории изобретений иногда случай играет первостепенную роль, и транзистор мог бы быть изобретен раньше электронной лампы. Впрочем, одному русскому инженеру О. В. Лосеву еще в 1922 г. при экспериментах с кристаллами цинковой обманки удалось генерировать и усиливать электрические колебания. Однако его прибор, названный «кристадином», не получил дальнейшего развития. Но если бы транзистор был изобретен раньше электронной лампы, то появление вакуумной лампы, несомненно, приветствовали бы как крупное усовершенствование… И для ваккумных триодов стали бы применять различные схемы включения, используемые теперь для транзисторов. Так мы получили бы схемы с заземленным катодом, заземленной сеткой и с заземленным анодом.

Н. — Что за вездесущее заземление?

Три основные ламповые схемы

Л. — Ты, Незнайкин, очевидно, помнишь, что под заземлением мы понимаем точку с постоянным потенциалом. В обычной схеме лампового усилителя это точка, где сходятся цепи сетки и анода.

Н. — Мне кажется, что концы обеих цепей сходятся на катоде.

Л. — Поэтому наиболее распространенная ламповая схема называется схемой с заземленным катодом (рис. 68), даже если между катодом и заземленной точкой включен резистор смещения, так как для переменных токов он практически накоротко замкнут конденсатором. А кроме того, разве ты забыл о существовании схемы с заземленной сеткой (рис. 69)?

Н. — Действительно, мы встречались с ней, когда изучали частотную модуляцию. Используемая для усиления сигналов высокой частоты эта схема позволяет лучше отделить входную цепь от выходной; при этом сетка служит защитным экраном. А управляющим электродом в этом случае оказывается катод.

Л. — Остается еще третья возможность: сделать постоянным потенциал анода, заземлив его (разумеется, через источник высокого напряжения), приложить входной сигнал между сеткой и заземленной точкой, а усиленное напряжение снимать с сопротивления нагрузки, включенного между катодом и этой точкой (рис. 70).

Рис. 68–76. Три схемы включения лампы и транзистора.

_{68 — наиболее распространенная схема лампового усилителя с заземленным катодом;}

_{69 — схема с заземленной сеткой;}

_{70 — схема с заземленным анодом (катодный повторитель);}

_{71 — наиболее распространенная схема транзисторного усилителя с общим эмиттером;}

_{72 — схема с общей базой;}

_{73 — схема с общим коллектором;}

_{74–76 — другой вариант начертания трех основных транзисторных схем. На рисунке наглядно показано, как ток эмиттера Iэ разделяется в общей точке на две частя: ток базы Iб и ток коллектора Iк.}