на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Расчет тока базы транзистора

Справочник
2 года назад

Расчет тока базы транзистора


Для того, чтобы правильнее понять процедуру расчета, необходимо понимать каких видов и типов бывают транзисторы и в каких режимах они могут работать.

 

Типы транзисторов и режимы работы

Различают два основных класса триодов (транзисторов):

1.Биполярные (управляются током на база-эмиттерном переходе, конструктивно имеют два различных перехода p-n и n-p, то есть могут быть n-p-n или p-n-p типа);

2.Униполярные или полевые (управляются напряжением на база-эмиттерном переходе, конструктивно состоят из двух однотипных переходов p-n или n-p, выделяют два типа полевых транзисторов – с изолированным затвором и с затвором из p-n-перехода).

Здесь для понимания обозначений:

  • p-n – дырочно-электронный (основной носитель – пустые места в кристаллической решетке, понимаемые под положительным зарядом),
  • n-p – электронно-дырочный переход (основной носитель – электроны).

Чтобы исключить путаницу, вводы и выводы различных классов транзисторов называются по-разному:

  • В биполярных – база, эмиттер, коллектор;
  • В полевых – исток, сток, затвор.

Так как речь идет о расчете тока базы, то далее рассмотрим режимы работы только полевых транзисторов:

1.Активный режим (напряжение эмиттер-база > 0, напряжение коллектор-база < 0 – для n-p-n транзисторов),

2.Инверсивный (обратная ситуация для активного режима, равносилен стандартной логике работы p-n-p транзисторов),

3.Насыщение (когда оба перехода эмиттер-база и база-коллектор открыты, между эмиттером и коллектором течет ток – ток насыщения),

4.Отсечка (напряжение коллектор-база < 0, на эмиттере напряжение менее порогового),

5.Барьерный (база соединяется с коллектором, транзистор работает как диод).

 

Таблица

Напряжения на эмиттере, базе, коллекторе

(UE,VB,UC)

Смещение перехода база-эмиттер для типа n-р-n

Смещение перехода база-коллектор для типа n-р-n

Режим для типа n-р-n

UE<UB<UC

прямое

обратное

нормальный активный режим

UE<UB>UC

прямое

прямое

режим насыщения

UE>UB<UC

обратное

обратное

режим отсечки

UE>UB>UC

обратное

прямое

инверсный активный режим

Напряжения на эмиттере, базе, коллекторе

(UE ,VB , UC )

Смещение перехода база-эмиттер для типа р-n-р

Смещение перехода база-коллектор для типа р-n-р

Режим для типа р-n-р

UE<UB<UC

обратное

прямое

инверсный активный режим

UE<UB>UC

обратное

обратное

режим отсечки

UE>UB<UC

прямое

прямое

режим насыщения

UE>UB>UC

прямое

обратное

нормальный активный режим

Различные режимы работы используются для разных целей.

Наиболее частым способом включения биполярных транзисторов является схема с общим эмиттером ("ключевой режим", входной сигнал на базе, выходной на коллекторе), ее и рассмотрим ниже.

 

Схема с общим эмиттером

Рис. 1. Схема с общим эмиттером

 

Расчет тока базы биполярного транзистора в ключевом режиме

Схема включения обозначена выше. Для расчетов необходимо иметь значения:

1.V+ - напряжение питания;

2.Rc – сопротивление нагрузки;

3.Uce – напряжение насыщения коллектор-эмиттер (указывается в технических параметрах транзистора);

4.H21 (или β, или HFE)- коэффициент усиления транзистора по току (тоже должен быть в тех. параметрах).

Процедура расчета будет выглядеть следующим образом:

1.Рассчитывается ток коллектора,

2.Рассчитывается ток базы, который требуется для создания заданного тока коллектора.

В первом случае работает формула:

Ik = (V+ - Uce) / Rc

При типовых значениях для транзистора KT815 и абстрактной нагрузке в качестве примера получаем:

Ik = (12В-0,4В)/100 Ом = 0,116 А (116 мА)

Теперь ток базы рассчитывается на основе соотношения:

Ik = Ib · h21

То есть 

Ib = Ik / h21

Для KT815 коэффициент равен 60. Таким образом:

Ib = 0,116/ 60 = 0,00193 А (1,93 мА)

В других режимах работы расчеты будут отличаться.

Например, в режиме насыщения ток коллектора и базы не зависят друг от друга. А в режиме отсечки ток базы равен нулю.

Мнения читателей
  • Булат/29.01.2020 - 21:22

    "Так как речь идет о расчете тока базы, то далее рассмотрим режимы работы только полевых транзисторов:"Мне кажется, что речь о биполярных транзисторах.

  • Виталий/27.03.2019 - 20:34

    Одна из самых подробных статей о транзисторах! Спасибо автору!

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения