устройство, принцип действия, схемы включения

Слово “транзистор” составлено из слов TRANSfer и resISTOR – преобразователь сопротивления. Он пришел на смену лампам в начале 1950-х. Это прибор с тремя выводами, используется для усиления и переключения в электронных схемах. Прилагательное “биполярный” (bipolar junction transistor) служит для отличия от полевых транзисторов (FET – field effect transistor). Принцип действия биполярного транзистора состоит в использовании двух p-n переходов, образующих запорный слой, который позволяет малому току управлять большим током. Биполярный транзистор используется и как управляемое сопротивление, и как ключ. Транзисторы бывают двух типов: pnp и npn.

P-N переход

Германий (Ge) и кремний (Si) – это полупроводники. Сейчас главным образом используют кремний. Валентность Si и Ge равна четырем. Поэтому если добавить в кристаллическую решетку кремния пятивалентный мышьяк (As), мы получим “лишний” электрон, а если добавить трехвалентный бор (B) – мы получим вакантное место для электрона. В первом случае говорят о “донорном” материале, дающем электроны, во втором случае – об “акцепторном”, принимающем электроны. Также первый тип материала называют N (negative), а второй – P (positive).

Если привести в контакт материалы P и N типов, то между ними возникнет ток и установится динамическое равновесие с обедненной областью, где концентрация носителей заряда – электронов и вакантных мест (“дырок”) – мала. Этот слой обладает односторонней проводимостью и служит основой прибора, называемого диод. Непосредственный контакт материалов не создаст качественный переход, необходимо сплавление (диффузия) или “забивание” в кристалл ионов легирующих примесей в вакууме.

PNP-транзистор

Впервые биполярный транзистор изготовили, вплавляя в кристалл германия (материал n-типа) капли индия. Индий (In) – трехвалентный металл, материал p-типа. Поэтому такой транзистор назвали диффузным (сплавным), имеющим структуру p-n-p (или pnp). Биполярный транзистор на рисунке ниже изготовлен в 1965 году. Его корпус обрезан для наглядности.

Кристалл германия в центре называется базой, а вплавленные в него капли индия – эмиттером и коллектором. Можно рассматривать переходы ЭБ (эмиттерный) и КБ (коллекторный) как обычные диоды, но переход КЭ (коллектор-эмиттерный) имеет особое свойство. Поэтому невозможно изготовить биполярный транзистор из двух отдельных диодов.

Если в транзисторе типа pnp приложить между коллектором (-) и эмиттером (+) напряжение в несколько вольт, в цепи пойдет очень слабый ток, несколько мкА. Если затем приложить небольшое (открывающее) напряжение между базой (-) и эмиттером (+) – для германия оно составляет около 0,3 В (а для кремния 0,6 В) – то ток некоторой величины потечет из эмиттера в базу. Но так как база сделана очень тонкой, то она быстро насытится дырками (“растеряет” свой избыток электронов, которые уйдут в эмиттер). Поскольку эмиттер сильно легирован дырочной проводимостью, а в слабо легированной базе рекомбинация электронов немного запаздывает, то существенно б

ольшая часть тока пойдет из эмиттера в коллектор. Коллектор сделан больше эмиттера и слабо легирован, что позволяет иметь на нем большее пробивное напряжение (U_{проб.КЭ}  > U_{проб.ЭБ}). Также, поскольку основная часть дырок рекомбинирует в коллекторе, то он и греется сильнее остальных электродов прибора.

Между током коллектора и эмиттера имеется соотношение:

Обычно α лежит в пределах 0,85-0,999 и обратно зависит от толщины базы. Эта величина называется коэффициент передачи тока эмиттера. На практике чаще используют обратную величину (также обозначается как h_21e):

Это коэффициент передачи тока базы, один из самых важных параметров биполярного транзистора. Он чаще определяет усилительные свойства на практике.

Транзистор pnp называют транзистором прямой проводимости. Но бывает и другой тип транзистора, структура которого отлично дополняет pnp в схемотехнике.

NPN-транзистор

Биполярный транзистор может иметь коллектор с эмиттером из материала N-типа. Тогда база делается из материала P-типа. И в этом случае, транзистор npn работает точно, как pnp, за исключением полярности – это транзистор обратной проводимости.

Транзисторы на основе кремния подавляют своим числом все остальные типы биполярных транзисторов. Донорным материалом для коллектора и эмиттера может служить As, имеющий “лишний” электрон. Также изменилась технология изготовления транзисторов. Сейчас они планарные, что дает возможность использовать литографию и делать интегральные схемы. На картинке ниже изображен планарный биполярный транзистор (в составе интегральной схемы при сильном увеличении). По планарной технологии изготавливаются как pnp, так и npn-транзисторы, в том числе и мощные. Сплавные уже сняты с производства.

Планарный биполярный транзистор в разрезе на следующей картинке (упрощенная схема).

Из картинки видно, насколько удачно устроена конструкция планарного транзистора – коллектор эффективно охлаждается подложкой кристалла. Также изготовлен и планарный pnp транзистор.

Условные графические обозначения биполярного транзистора показаны на следующей картинке.

Эти УГО являются международными, и также действительны по ГОСТ 2.730-73.

Схемы включения транзисторов

Обычно биполярный транзистор всегда используется в прямом включении – обратная полярность на КЭ переходе ничего интересного не дает. Для прямой схемы подключения есть три схемы включения: общий эмиттер (ОЭ), общий коллектор (ОК), и общая база (ОБ). Все три включения показаны ниже. Они поясняют только сам принцип работы – если предположить, что рабочая точка каким-то образом, с помощью дополнительного источника питания или вспомогательной цепи установлена. Для открывания кремниевого транзистора (Si) необходимо иметь потенциал ~0,6 В между эмиттером и базой, а для германиевого хватит ~0,3 В.

Общий эмиттер

Напряжение U1 вызывает ток Iб, ток коллектора Iк равен базовому току, умноженному на β. При этом напряжение +E должно быть достаточно большим: 5 В-15 В. Эта схема хорошо усиливает ток и напряжение, следовательно, и мощность. Выходной сигнал противоположен по фазе входному (инвертируется). Это используется в цифровой технике как функция НЕ.

Если транзистор работает не в ключевом режиме, а как усилитель малых сигналов (активный или линейный режим), то при помощи подбора базового тока устанавливают напряжение U

2 равным E/2, чтобы выходной сигнал не искажался. Такое применение используется, например, при усилении аудиосигналов в усилителях высокого класса, с низкими искажениям и, как следствие, низким КПД.

Общий коллектор

По напряжению схема ОК не усиливает, здесь коэффициент усиления равен α ~ 1. Поэтому эта схема называется эмиттерный повторитель. Ток в цепи эмиттера получается в β+1 раз больше, чем в цепи базы. Эта схема хорошо усиливает ток и имеет низкое выходное и очень высокое входное сопротивление. (Тут самое время вспомнить о том, что транзистор называется трансформатором сопротивления.)

Эмиттерный повторитель имеет свойства и рабочие параметры, очень подходящие для пробников осциллографов. Здесь используют его огромное входное сопротивление и низкое выходное, что хорошо для согласования с низкоомным кабелем.

Общая база

Эта схема отличается наиболее низким входным сопротивлением, но усиление по току у нее равно α. Схема с общей базой хорошо усиливает по напряжению, но не по мощности. Ее особенностью является устранение влияния обратной связи по емкости (эфф. Миллера). Каскады с ОБ идеально подходят в качестве входных каскадов усилителей в радиочастотных трактах, согласованных на низких сопротивлениях 50 и 75 Ом.

Каскады с общей базой очень широко используются в технике СВЧ и их применение в радиоэлектронике с каскадом эмиттерного повторителя очень распространено.

Два основных режима работы

Различают режимы работы с использованием “малого” и “большого” сигнала. В первом случае биполярный транзистор работает на маленьком участке своих характеристик и это используется в аналоговой технике. В таких случаях важна линейность усиления сигналов и малые шумы. Это линейный режим.

Во втором случае (ключевой режим), биполярный транзистор работает в полном диапазоне – от насыщения до отсечки, как ключ. Это значит, что если посмотреть на ВАХ p-n перехода – следует для полного запирания транзистора приложить между базой и эмиттером небольшое обратное напряжение, а для полного открывания, когда транзистор переходит в режим насыщения, немного увеличить базовый ток, по сравнению с малосигнальным режимом. Тогда транзистор работает как импульсный ключ. Этот режим используется в импульсных и силовых устройствах, применяется для импульсных источников питания. В таких случаях стараются добиться малого времени переключения транзисторов.

Для цифровой логики характерно промежуточное положение между “большим” и “малым” сигналами. Низкий логический уровень ограничивают 10% от напряжения питания, а высокий 90%. Время задержек и переключения стремятся уменьшить до предела. Такой режим работы является ключевым, но мощность здесь стремятся свести к минимальной. Любой логический элемент – это ключ.

Другие виды транзисторов

Основные, уже описанные виды транзисторов, не ограничивают их устройство. Выпускают составные транзисторы (схема Дарлингтона). Их β очень большой и равен произведению коэффициентов обеих транзисторов, поэтому их называют еще “супербета” транзисторами.

Электротехника уже хорошо освоила IGBT-транзисторы (insulated gate bipolar transistor), с изолированным затвором. Затвор полевого транзистора, действительно, изолирован от его канала. Правда, есть вопрос перезарядки его входной емкости при переключениях, так что, без тока и здесь не обходится.

Такие транзисторы используют в мощных силовых ключах: импульсные преобразователи, инверторы и т.д. По входу IGBT очень чувствительны, за счет высокого сопротивления затворов полевых транзисторов. По выходу – дают возможность получать огромные токи и могут быть изготовлены на высокое напряжение. Например, в США есть новая солнечная электростанция, где такие транзисторы в мостовой схеме нагружены на мощные трансформаторы, отдающие энергию в промышленную сеть.

В заключение отметим, что транзисторы, говоря простыми словами, являются “рабочей лошадкой” всей современной электроники. Их используют везде: от электровозов до мобильников. Любой современный компьютер состоит практически из одних транзисторов. Физические основы работы транзисторов хорошо изучены и обещают еще немало новых достижений.

Материалы по теме:

Биполярный транзистор. Принцип действия, конструкция и схема включения :: SYL.ru

Общее описание

Биполярный транзистор представляет собой электропреобразовательный прибор полупроводникового типа, предназначенный для усиления мощности сигналов и состоящий из трех зон с чередующимися типами электропроводимости. Благодаря своей универсальности, такие устройства сегодня широко используются в разнообразных усилителях, импульсных приборах и генераторах. Первый биполярный транзистор был точечного типа и характеризовался недостаточной устойчивостью работы. В настоящее время выпускаются и применяются биполярные транзисторы плоскостного типа, которые отличаются гораздо большей надежностью и широкими функциональными возможностями.

Структура биполярных транзисторов

Данное устройство состоит из трех полупроводниковых областей (электродов). Две крайние из них имеют одинаковый тип электропроводимости, а средняя – противоположный им. Такое строение называют n-p-n-структурой. В электрическую схему биполярный транзистор включается посредством внешних выводов своих электродов. Характерной особенностью данного устройства являются разные размеры его крайних областей. Меньшая из них, называемая эмиттером, выполняет функцию создания мощного потока носителей электрического заряда (электронов), который пронизывает всю структуру устройства. Поэтому основной характеристикой эмиттера является высокая степень его легирования. Другая крайняя зона транзистора данного типа – коллектор – предназначается для сбора эмитируемого потока, что обусловливает его большие размеры в транзисторной структуре. Средняя область, в свою очередь, называется базовой.

Типы и принцип работы

Транзистор биполярный может быть изготовлен по различным технологиям – методом сплавления, диффузии и прочими, что в значительной степени определяет технические характеристики устройства. Что же касается материала, из которого изготавливаются подобные устройства, то для создания трехслойной структуры используются кремниевые или германиевые пластины. Электрод базовой части всегда смещен в сторону эмиттера, что придает устройству некоторую асимметричность. Ширина средней части, которая зависит от частот, на которых работает транзистор, может варьироваться в определенных пределах. Чем ниже частота устройства, тем шире его база. Работа устройства основана на управлении движением носителей заряда в соответствии с приложенными к его переходам напряжениями.

Схема включения

Наибольшее применение нашла такая схема, по которой производится включение транзистора данного типа с общим эмиттерным выводом. Основными элементами этой схемы служат источник питания, сам транзистор и резисторный компонент. Этими элементами образуется цепь линейного каскада, где за счет протекания управляемых токов на выходе схемы образовывается усиленное напряжение переменного характера. Все прочие элементы такой цепи играют сугубо вспомогательную роль. Например, конденсатор выполняет разделительную функцию. При отсутствии этого элемента цепь источника входящего сигнала характеризовалась бы постоянным током от источника питания. В большинстве электрических схем биполярный транзистор применяется в качестве четырехполюсного компонента. Иначе говоря — как устройство, имеющее по два входных и выходных вывода. Поскольку транзисторы такого типа имеют только три контакта, для применения данных устройств в качестве четырехполюсников нужно один из контактов сделать совместным. Как правило, таковым делается эмиттерный электрод. Поэтому часто применяется биполярный транзистор с общим эмиттером.

Составные транзисторы. Схемы включения. | HomeElectronics

Транзисторы как силовые элементы многих радиоэлектронных устройств для нормальной работы должны выполнять следующие функции:

1. Обеспечивать управление заданным током нагрузки при большом усилении по мощности.

2. Обладать достаточной (с учётом заданной выходной мощности и диапазонов изменения входного и выходного напряжений) рассеиваемой мощностью.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

3. Иметь максимально допустимое напряжение коллектор – эмиттер, позволяющее без опасности пробоя обеспечивать необходимое падение напряжение на переходе коллектор – эмиттер при возможных значениях входного и выходного напряжений.

В некоторых случаях имеющиеся в наличии транзисторы не позволяют выполнить одно или несколько вышеописанных условий, тогда прибегают к помощи так называемых составных транзисторов. Схем составных транзисторов существует великое множество, но основных схем существует всего три.

Тандемное включение транзисторов (схемы Дарлингтона и Шиклаи)

Довольно часто возникает ситуация, когда необходимого коэффициента усиления одного транзистора не хватает. В этом случае транзисторы соединяют тандемно (то есть выходной ток первого транзистора является входным током для второго). Существует две схемы такого включения: схема Дарлингтона и схема Шиклаи. Отличие заключается лишь в том, что в схеме Дарлингтона используются транзисторы одинакового типа проводимости, а в схеме Шиклаи – разного типа проводимости.

Схема Дарлингтона



Схема Шиклаи

Данные пары – это просто два каскада эмиттерного повторителя. Иногда данные составные схемы транзисторов называют «супер-β» пары, так как они функционируют как один транзистор с высоким коэффициентом усиления.

Общий коэффициент передачи тока будет равен:

h_21e(ОБЩ) = h_21e(VT1)*h_21e(VT2)

При использовании данных схем вполне возможна такая ситуация, когда нагрузка уменьшится до нуля (или некоторого минимального значения, близкого к нулю) или при повышении температуры базовый ток транзистора VT1 может стать равным нулю или даже переменить направление за счёт неуправляемого обратного тока коллектора. Во избежание запирания транзистора VT2 его режим следует стабилизировать с помощью резистора R1.

Величину сопротивления R1 можно определить по формуле:

R1 ≤ U_{E min}/I_CBO(VT1)

Параллельное включение транзисторов

Современные транзисторы позволяют реализовать электронные схемы расчитаные на широкие диапазоны изменений токов и напряжений, но в отдельных случаях для увеличения допустимой мощности рассеивания применяется параллельное включение транзисторов.

Схема параллельного включения транзисторов

Максимально допустимый ток протекающий через такой составной транзистор равен:

I_Kmax(общ) = I_Kmax(VT1) + I_Kmax(VT2)

При такой схеме включения транзисторов следует учитывать, что вследствие разброса параметров параллельно включённых транзисторов токи между ними распределяются неравномерно. Большая часть тока будет протекать через транзистор, имеющий больший коэффициент усиления. Рассеиваемые транзисторами мощности можно выровнять включением в их эмиттерные цепи дополнительных симметрирующих резисторов с небольшими сопротивлениями. Так как на практике трудно подбирать такие сопротивление для каждого транзистора, в практических схемах в эмиттеры всех транзисторов ставят резисторы одного сопротивления. Сопротивление симметрирующих резисторов R1 и R2 можно определить по формуле

R1 = R2 ≈ 0,5n/I_K,

где n – число параллельно соединенных транзисторов

I_K — ток проходящий через коллектор.

Такой способ связан с ухудшением усилительных свойств транзисторов, однако его достоинством является возможность получения мощного силового элемента при использовании относительно маломощных транзисторов.

Последовательное включение транзисторов

Во время работы силового транзистора на его переходе коллектор – эмиттер падает напряжение, представляющее собой разность входного и выходного напряжений. В отдельных случаях эта разность может превышать максимально допустимое напряжений коллектор – эмиттер транзистора, имеющегося в распоряжении. В этом случае необходимо использовать последовательное соединение нескольких транзисторов.

Схема последовательного включения транзисторов

Эквивалентный транзистор будет иметь следующие параметры:

U_CEmax(общ) = U_CEmax(VT1) + U_CEmax(VT2)

Для симметрирования напряжений, которые будут падать на переходе коллектор – эмиттер транзисторов вводят симметрирующие резисторы R1 и R2 сопротивление, которых можно определить по формуле

R1 = R2 < U_CEmax/2I_B,

где I_B – ток базы составного регулирующего транзистора.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Применение pnp транзисторов

На рис. 22.6 приведена схема усилителя на pnp-транзисторе. Пусть это будет кремниевый транзистор. Тогда его ток и напряжения на эмиттере, базе и коллекторе можно рассчитать следующим образом:

Из соотношения V_BE= V_b– V_e следует V_e= V_b– V_BE.Поскольку V_BE = 0,6 В (кремниевый транзистор) и V_b = 1,5 В, то

V_e = 1,5 – 0,6 = 0,9 В.

Учитывая, что V_e = I_e·R₄, получаем

Таким образом, статический режим работы транзистора определяется следующими условиями:

V_e = — 0,9 В, V_b = — 1,5 В, V_c = — 6,4 В, I_e = 1,1 мА.

Приведенные значения напряжений на эмиттере, базе и коллекторе типичны для однокаскадных усилителей — УПЧ или предоконечных каскадов. Напряжение на базе равно примерно 0,1 V_СС, а на коллекторе — примерно 0,6 V_СС. Видно, что для транзисторов того и другого типа наи­меньшим по абсолютной величине является напряжение на эмиттере, наибольшим — напряжение на коллекторе, а напряжение на базе при­мерно на 0,6 В (для кремниевого транзистора) «выше» напряжения на эмиттере.

Транзистор прп-типа в схеме усилителя с отрицательным напряжением питания

Можно использовать прп-транзистор в схеме усилителя, питаемого от ис­точника с отрицательным напряжением — V_СС, как показано на рис. 22.7. В этом случае шасси играет роль положительной шины питания, и все напряжения в схеме отрицательны, поскольку они измеряются относи­тельно положительного шасси. Используя типичные величины, указан­ные на схеме, и учитывая, что напряжение на базе V_b равно падению напряжения на резисторе R₁, а напряжение на коллекторе — падению напряжения на резисторе R₃, получаем

Таким образом, статический режим работы транзистора определяется следующими условиями: V_e = — 8,8 В, V_b = — 8,2 В, V_c = — 4 В.

Рис. 22.7.   Усилитель на прп-транзисторе

с отрицательным напря­жением питания —V_CC.

          Рис. 22.8. Влияние базового тока I_b.

Базовый ток

Базовый ток I_b (рис. 22.8) течет от положительной шины источника пита­ния через резистор R₁ и эмиттерный переход транзистора к эмиттеру. Та­ким образом, через резистор смещения R₁ протекают два тока: ток покояI_s (протекающий также через резистор R₂) и базовый ток (не протекаю­щий через R₂).За счет базового тока падение напряжения на резисторе R₁ возрастает на величину I_bR₁. Поскольку V_R1 + V_R2= V_CC, то увеличе­ние V_R1 приводит к уменьшению V_R1, т. е. к уменьшению напряжения на базе. В нормальных условиях ток I_b очень мал, и им можно пренебречь, считая, что V_bполностью определяется резистивным делителем R₁ — R₂.

Однако при большой величине базового тока (например, когда транзи­стор работает в сильноточном режиме) или при очень большом сопроти­влении резистора R₁ изменение напряжения на базе, связанное с током I_b, начинает влиять на статические условия работы транзистора, и это изменение нужно принимать во внимание.

Рассмотрим схему на рис. 22.8. При нормальных условиях базовый ток, например          10 мкА, создает на резисторе R₁ падение напряжения I_bR₁ = 10 · 10^-6 · 15 · 10³= 150 · 10^-3 = 0,15 В. Как видим, это мало по сравнению с напряжением на базе 1,8 В, определяемым цепью сме­щения R₁ — R₂. Если теперь перевести транзистор в состояние высокой проводимости с большим пропускаемым током, то базовый ток также воз­растет. Предположим, что он увеличится до 80 мкА. Тогда падение на­пряжения на резисторе R_1, создаваемое таким базовым током, составит 80 · 10^-6 · 15 · 10³ = 1,2 В. На эту величину, т. е. от 1,8 В до 0,6В, уменьшится напряжение на базе транзистора.

Смещение базовым током

Базовый ток можно использовать для задания нормального смещения транзистора, как показано на рис. 22.9. В этой схеме резистор R₂ исклю­чен и используется только резистор R₁ с очень большим сопротивлением. Ток I_b теперь полностью определяет падение напряжения на этом ре­зисторе (ток покоя отсутствует). Величина этого падения напряжения достаточна для создания нормального смещения.

Для базового тока величиной 10 мкА (рис. 22.9) напряжение на базе рассчитывается следующим образом:

V_R1 = I_bR₁ = 10 · 10^-6 · 390 · 10³ = 3,9 В.

Напряжение на базе — это напряжение между базой и шасси, т. е.

V_b= V_CC – V_R1 = 6 – 3,9 = 2,1 В.

Преимущество схемы на рис. 22.9 — высокое входное сопротивление, обусловленное отсутствием резистора R₂, шунтирующего вход, недоста­ток — полное отсутствие стабильности по постоянному току.

Отсечка и насыщение

Говорят, что транзистор находится в состоянии отсечки, когда он пере­стает проводить, т. е. когда его ток равен нулю. При I_e = 0 падение напряжения на резисторе R₄ отсутствует (рис. 22.10).

Рис. 22.9. Смещение базовым током.                                 Рис. 22.10. Условие отсечки тран­зистора:

                                                                                                 V_e = 0, V_c = V_CC.

Рис. 22.11. Условие насыщения транзистора; V_e ≈ V_c.

Следовательно, на­пряжение на эмиттере также равно нулю. Поскольку I_c = 0, то падение напряжения на резисторе R₃ отсутствует и напря­жение на коллекторе равно напряжению питания V_CC. Таким образом, напряжение между коллектором и эмиттером V_CE= V_c – V_e также равно напряжению питания V_CC.

Говорят также, что транзистор находится в состоянии насыщения, ко­гда пропускаемый им ток настолько велик, что дальнейшее увеличение этого тока невозможно, т. е. когда I_e и I_c достигают своих максималь­ных значений. При увеличении I_e увеличивается также V_e (рис. 22.11). При увеличении I_c возрастает падение напряжения на резисторе R₃, что приводит к уменьшению напряжения на коллекторе относительно V_CC и  приближению его к напряжению на эмиттере. Таким образом, при увеличении тока транзистора напряжения на эмиттере и коллекторе приближаются друг к другу. В состоянии насыщения, когда ток транзистора максимален, напряжения V_e и V_c становятся практически одинаковыми, т> е. vceпрактически равно нулю. На рис. 22.11 указаны типичные значения напряжений в схеме, когда транзистор находится в состоянии насыщения.

Таким образом, транзистор можно использовать в качестве ключа (рис. 22.12):

ключ ЗАМКНУТ   — транзистор в состоянии насыщения,

ключ РАЗОМКНУТ — транзистор в состоянии отсечки.

 

Рис. 22.12. Транзисторный ключ.

Добавить комментарий

Для начинающих. Схемы включения транзистора. / Блог им. Nikolay / Блоги по электронике

Рассмотрим схему включения транзистора с общим эмиттером.
— сам термин названия данного включение уже говорит о специфике данной схемы. Общий эмиттер а в крации это ОЭ, подразумевает тот факт, что у входа данной схемы и выхода общий эмиттер.
Рассмотрим схему:


в этой схеме видим два источника питания, первый 1.5 вольт, использован как входной сигнал для транзистора и всей схемы. Второй источник питания 4.5 вольт, его роль питание транзистора, и всей схемы. Элемент схемы Rн – это нагрузка транзистора или проще говоря потребитель.
Теперь проследим саму работу данной схемы: источник питания 1.5 вольт служит входным сигналом для транзистора, поступая на базу транзистора он открывает его. Если рассматривать полный цикл прохода тока базы, то это будет так: ток проходит от плюса к минусу, то есть исходя от источника питания 1.5 вольт, а именно с клеммы + ток проходит по общему эмиттеру проходя по базе и замыкает свою цепь на клемме – батареи 1.5 вольт. В момент прохождения тока по базе транзистор открыт, тем самым транзистор позволяет второму источнику питания 4.5 вольт запитать Rн. посмотрим прохождение тока от второго источника питания 4.5 вольт. При открывании транзистора входным током базы, с источника питания 4.5 вольт выходит ток по эмиттеру транзистора и выходит из коллектора прям на нагрузку Rн.
Коэффициент усиления равен отношению тока коллектора к току базы и обычно может достигать от десятков до нескольких сотен. Транзистор, включённый по схеме с общим эмиттером, теоретически может дать максимальное усиление сигнала по мощности, относительно других вариантов включения транзистора.
Теперь рассмотрим схему включения транзистора с общим коллектором:

На данной схеме видим, что тут общий по входу и выходу транзистора коллектор. По этому эта схема называется с общим коллектором ОК.
Рассмотрим её работу: как и в предыдущей схеме поступает входной сигнал на базу, (в нашем случае это ток базы) открывает транзистор. При открывании транзистора ток с батареи 4.5 в проходит от клеммы батареи + через нагрузку Rн поступает на эмиттер транзистора проходит по коллектору и заканчивает свой круг. Вход каскада при таком включении ОК обладает высоким сопротивлением, обычно от десятых долей мегаома до нескольких мегаом из-за того, что коллекторный переход транзистора заперт. А выходное сопротивление каскада – напротив, мало, что позволяет использовать такие каскады для согласования предшествующего каскада с нагрузкой. Каскад с транзистором, включённым по схеме с общим коллектором, не усиливает напряжение, но усиливает ток (обычно в 10 … 100 раз). К данным подробностям еще вернемся в следующих статьях, так как не возможно охватить все и всех за один раз.
Рассмотрим схему включения транзистора с общей базой.

Название ОБ это уже нам теперь говорит о многом – значит по включению транзистора общая база относительно входа и выхода транзистора.
В данной схеме входной сигнал подают между базой и эмиттером – чем нам служит батарея с номиналом 1.5 в, ток проходя свой цикл от плюса через эмиттер транзистора по его базе, тем самым открывает транзистор для прохода напряжения с коллектора на нагрузку Rн. Входное сопротивление каскада невелико и обычно лежит в пределах от единиц до сотни ом, что относят к недостатку описываемого включения транзистора. Кроме того, для функционирования каскада с транзистором, включённым по схеме с общей базой, необходимо два отдельных источника питания, а коэффициент усиления каскада по току меньше единицы. Коэффициент усиления каскада по напряжению часто достигает от десятков до нескольких сотен раз.
Вот рассмотрели три схемы включения транзистора, для расширения познаний могу добавить следующее:
Чем выше частота сигнала, поступающего на вход транзисторного каскада, тем меньше коэффициент усиления по току.
Коллекторный переход транзистора обладает высоким сопротивлением. Повышение частоты приводит к снижению реактивной ёмкости коллекторного перехода, что приводит к его существенному шунтированию и ухудшению усилительных свойств каскада.