Коэффициенты усиления транзистора с общим коллектором

Коэффициенты усиления – это величины, характеризующие способность устройства или схемы усиливать входной сигнал. В случае транзистора с общим коллектором используются такие коэффициенты, как коэффициент усиления по току, коэффициент усиления по напряжению и коэффициент усиления по мощности.

Расчет коэффициентов усиления транзистора с общим коллектором достаточно сложен и требует знания параметров транзистора, его работы на различных режимах и сопротивлений в схеме. Однако, основные принципы и формулы позволяют сделать первоначальные расчеты и примерные значения коэффициентов усиления.

Использование транзистора с общим коллектором в усилительных схемах позволяет получить большой коэффициент усиления сигнала, сохранить его форму и уровень, а также минимизировать влияние нагрузки на входную цепь. Транзистор с общим коллектором – это важное устройство в радиоэлектронике и его использование требует тщательного расчета и выбора подходящих номиналов компонентов.

Основные понятия транзистора с общим коллектором

Основными понятиями транзистора с общим коллектором являются:

• Коэффициент усиления тока эмиттера (бета): это отношение изменения выходного тока эмиттера к изменению входного тока базы транзистора. Бета является мерой усиления сигнала транзистором и обычно имеет значение от нескольких десятков до нескольких сотен.
• Коэффициент усиления напряжения (альфа): это отношение изменения выходного напряжения коллектора к изменению входного напряжения базы. Альфа также является мерой усиления сигнала транзистором, но она обычно меньше беты и имеет значение около единицы или немного меньше.
• Коэффициент передачи тока: это отношение изменения выходного тока коллектора к изменению входного тока базы. Коэффициент передачи тока является произведением бета и альфа, и обычно имеет значение близкое к единице или немного меньше.
• Входное сопротивление: это сопротивление между базой и эмиттером транзистора. Входное сопротивление может влиять на эффективность работы транзистора в определенных схемах и может быть достаточно высоким для транзистора с общим коллектором.
• Выходное сопротивление: это сопротивление между коллектором и эмиттером транзистора. Выходное сопротивление также может влиять на эффективность работы транзистора и может быть достаточно низким для транзистора с общим коллектором.

Эти основные понятия являются важными при проектировании и расчете схем с использованием транзистора с общим коллектором. Они помогают понять, как транзистор работает и как его можно использовать для усиления сигналов.

Расчет коэффициента усиления транзистора

Коэффициент усиления (обозначается h, β или H₂₁) транзистора с общим коллектором определяет отношение изменения коллекторного тока (∆I_к) к изменению базового тока (∆I_б). Данный коэффициент позволяет оценить эффективность усиления тока в таком типе схемы.

Расчет коэффициента усиления транзистора с общим коллектором осуществляется по следующей формуле:

h = ∆I_к / ∆I_б

Для определения изменения коллекторного тока ∆I_к и изменения базового тока ∆I_б необходимо провести измерения схемы транзистора в режиме работы. Значение коэффициента усиления обычно является постоянным для конкретного транзистора.

Важно учитывать, что коэффициент усиления транзистора может зависеть от различных факторов, таких как температура, частота сигнала и рабочие условия транзистора. Также стоит помнить, что значения коэффициента усиления для транзисторов одной модели могут различаться в пределах допустимых отклонений.

Формулы для расчета коэффициентов усиления

Для расчета коэффициентов усиления транзистора с общим коллектором (Ку и Ки) важно знать параметры самого транзистора и его схемы включения.

Ку (коэффициент усиления по напряжению) определяется соотношением между изменением выходного напряжения и изменением входного напряжения транзистора:

Ку = ΔUвых / ΔUвх

где ΔUвых — изменение выходного напряжения, а ΔUвх — изменение входного напряжения.

Ки (коэффициент усиления по току) определяется соотношением между изменением выходного тока и изменением входного тока транзистора:

Ки = ΔIвых / ΔIвх

где ΔIвых — изменение выходного тока, а ΔIвх — изменение входного тока.

Расчет коэффициентов усиления требует знания точных значений изменений тока и напряжения их соотношений.

Примеры расчетов коэффициентов усиления

Для наглядности рассмотрим несколько примеров расчета коэффициентов усиления транзистора с общим коллектором.

1. Пример 1:

   Дано:

   • Коэффициент усиления по току базы: β = 100;
   • Сопротивление нагрузки: R_н = 10 кОм;
   • Ток через нагрузку: I_н = 1 мА.

   Расчет:

   Коэффициент усиления по току коллектора можно определить по формуле:

   A_к = β / (1 + β * (R_н / R_б)),

   где R_б — сопротивление на входе базы, которое можно принять равным 1 кОм. Подставляя значения в формулу, получаем:

   A_к = 100 / (1 + 100 * (10 кОм / 1 кОм)) = 100 / (1 + 100 * 10) = 100 / 1001 = 0.0999.

   Ответ: коэффициент усиления по току коллектора A_к ≈ 0.0999.

2. Пример 2:

   Дано:

   • Коэффициент усиления по току базы: β = 200;
   • Сопротивление нагрузки: R_н = 5 кОм;
   • Ток через нагрузку: I_н = 2 мА.

   Расчет:

   Аналогично предыдущему примеру, используем формулу для определения коэффициента усиления по току коллектора:

   A_к = β / (1 + β * (R_н / R_б)),

   где R_б = 1 кОм. Подставляя значения, получаем:

   A_к = 200 / (1 + 200 * (5 кОм / 1 кОм)) = 200 / (1 + 200 * 5) = 200 / 1001 = 0.1998.

   Ответ: коэффициент усиления по току коллектора A_к ≈ 0.1998.

Таким образом, знание формулы для расчета коэффициентов усиления и умение применять ее в практических примерах позволяет определить эффективность работы транзистора с общим коллектором на различных схемах.

Выводы

В данной статье мы рассмотрели основные понятия и расчеты, связанные с коэффициентами усиления транзистора с общим коллектором.

Основное преимущество данного типа транзистора заключается в высоком усилении тока и помехоустойчивости.

Мы выяснили, что коэффициент усиления тока (β) транзистора с общим коллектором может быть рассчитан по следующей формуле:

β = (1 + (R1/R2)) * (RC / (RC + RE))

где R1 и R2 — сопротивления в цепи базы, RC — сопротивление коллектора, RE — сопротивление эмиттера.

Однако следует отметить, что для реальных транзисторов значения коэффициента усиления могут отличаться от расчетных из-за различных физических факторов.

Кроме того, необходимо учитывать, что применение транзистора с общим коллектором требует правильного подбора сопротивлений и установки рабочего режима для достижения требуемого усиления сигнала.

Тем не менее, основной результат этой работы заключается в том, что транзисторы с общим коллектором являются важным элементом в схемотехнике и их анализ и расчет являются важными навыками для электронных инженеров.