Транзистор?.. Это очень просто!
Шрифт:
Л. — Я не думаю, чтобы греки возразили против такого решения. Ты в восторге, и я вижу, тебе не терпится поскорее познакомиться с этой так хорошо усиливающей схемой, но мне вновь придется охладить твой юношеский пыл.
Н. — Я чувствую, что ты нанесешь мне жестокий удар, заявив, что здесь внутренние сопротивления имеют противоположное значение, чем в схеме с ОБ, и что поэтому наше прекрасное усиление по току нам ничего не дает.
Л. — Я не скрываю
Н. — Прямая противоположность схеме с ОБ! Значит, мы не выигрываем ничего ни по напряжению, ни по мощности.
Л. — Ничего, Незнайкин, или почти ничего. Впрочем, ты мог сам прийти к такому выводу, заметив, что сопротивление нагрузки в этой схеме создает очень сильную отрицательную обратную связь. Когда полупериод сигнала стремится сделать базу отрицательной по отношению к эмиттеру, повышая ток последнего, то это увеличение тока делает эмиттер более отрицательным, что препятствует действию сигнала на входе.
Н. — Для чего же применяется эта схема, которая не может дать нам никакого усиления по напряжению?
Л. — Она используется в некоторых случаях, когда необходимо получить большой ток, например, для раскачки мощного транзистора или же когда низкое выходное сопротивление необходимо для лучшего согласования с сопротивлением нагрузки, например, при непосредственном включении звуковой катушки громкоговорителя.
Н. — Я еще раз убеждаюсь в справедливости старинной истины о золотой середине. У транзисторов этой золотой серединой бесспорно является схема с ОЭ, где входное и выходное сопротивления имеют добрые средние значения, что позволяет получить подходящее усиление как по току, так и по напряжению, и по мощности.
Л. — Ты прав, Незнайкин. Входное Rвх и выходное Rвых сопротивления представляют собой как бы две чаши весов, которые примерно уравновешены в схеме с ОЭ; для схемы с ОБ чаша Rвх резко уходит вниз, а при схеме с ОК — сильно поднимается вверх. Если ты обещаешь никому не говорить, я открою тебе один секрет: для одного транзистора произведение RвхRвых остается неизменным во всех трех схемах включения.
Н. — Значит, если, например, в схеме с ОЭ мы имеем Rвх = 500 Ом и Rвых = 20 000 Ом, а их произведение равно 10 000 000, то для этого же транзистора в схеме с ОБ сопротивление Rвх составляет, скажем, 50 Ом, a Rвых = 200 000 Ом, и если в схеме с ОК Rвх = 20 000 Ом, то Rвых должно иметь величину 50 Ом… Если
Рис. 80. Сводная таблица основных характеристик трех основных схем включения транзистора.
Н. — Прекрасная идея, она позволит нам приятно завершить нашу сегодняшнюю очень полезную беседу.[17]
Два письма
ВОПРОСЫ СОГЛАСОВАНИЯ
Так же как и для ламп (а может быть, и в других случаях) проблема согласования сопротивлений имеет первостепенное значение в расчете схем на транзисторах. Однако Незнайкину из-за недостатка знаний основ электротехники трудно разобраться в этой сложной проблеме. Поэтому Любознайкин должен восполнить этот пробел, изложив некоторые элементарные понятия, которые даже многие техники — практики недостаточно усвоили… (разумеется, что читатель, знающий, что такое согласование сопротивлений, пропустит без внимания эпистолярные упражнения наших друзей).
Содержание: Источник и режим его нагрузки. Электродвижущая сила и внутреннее сопротивление. Напряжение на зажимах. Генератор напряжения. Генератор тока. Оптимальные условия передачи мощности. Согласование сопротивлений. Применение трансформатора. Оптимальный коэффициент трансформации.
Письмо Незнайкина Любознайкину
Дорогой друг Любознайкин!
Если сингапурский грипп и лишает меня удовольствия побеседовать с тобой, то он не мешает мне думать обо всем, что ты объяснил мне во время нашей последней встречи.
Я убедился, что ты придаешь очень большое значение вопросу входного и выходного сопротивлений. Они изменяются в зависимости от избранной схемы, а ты неоднократно отмечал целесообразность согласования сопротивлений. Я признаюсь, что не очень хорошо понял твои объяснения. Я чувствую себя подобно полупроводнику типа р: у меня дырки (в знаниях).
Не мог бы ты их заполнить? Заранее благодарю тебя.
Твой друг Незнайкин.
Ответ Любознайкина Незнайкину
Бедный мой Незнайкин!
Все несчастия сразу! Грипп и дырки…
Первым займется твой врач, а я постараюсь устранить второе.
Да, проблема согласования сопротивлений очень важна, и я хочу, чтобы ты ее хорошо усвоил.
Во всех схемах, которые мы с тобой должны будем рассмотреть, задача сводится к тому, чтобы передать электрическую энергию от одного каскада к другому с минимальными потерями, иначе говоря, с максимальной эффективностью или к. п. д.
Следовательно, всегда имеется отправитель и адресат. Первый является по отношению ко второму источником энергии (генератором), а второй, получающий энергию, — потребителем (нагрузкой). Одним словом, их взаимоотношения напоминают отношения поставщика и потребителя (рис. 81).