PNP晶体管的通用发射极配置

描述

在PNP的共发射极配置中,晶体管发射极是输入侧和输出侧共用的端子。要放大的信号施加在构成输入电路的基极和发射极之间,而放大的输出电压则在形成输出电路的集电极到发射极的负载阻抗上产生。

图1给出了使用负载电阻R的CE放大器的基本电路C.

共发射极

大信号电流增益 共发射极

在 CB 晶体管中,IE形成输入电流,而 IC是输出电流。以下等式与电流相关:

共发射极(1)

共发射极(2)

结合方程 1 和 2,我们得到,

共发射极(3)

等式 3 给出 IC就 I 而言 B .

让, 共发射极 (4)

然后, 共发射极 (5)

让我们, 共发射极 (6)

那么等式(3)可以写成,

共发射极(7)

共发射极(8)

图(2)显示,在CE晶体管中,输出电流IC等于输入电流 IB乘以加电流 I 首席执行官 .如果我B为零,即基极开路,则 I首席执行官等于。这 I首席执行官是基极开路时在集电极和发射极之间流动的漏电流,如图(2)所示。

共发射极

从等式 (6) 中,等价于 I 的大小首席执行官比我大得多 一氧化碳 .因此,用 ,所以我首席执行官是 100 倍 I一氧化碳在量级上。在硅晶体管中,I首席执行官是几微安,而在锗晶体管中,它是几百微安。关于重新排列方程 (7) 并替换 I一氧化碳与我国会预算办公室我们得到,

共发射极(9)

但 CE 截止条件由 I 定义 E = 0, 我 C = 我 国会预算办公室 ,而我 B = -我 国会预算办公室 .因此,公式(9)等于从截止点开始的集电极电流增量与从截止点开始的基极电流增量之比。因此,真正代表了CE晶体管的大信号电流增益。

共发射极(10)

等式 (10) 指出 I 的变化之比C从截止到变化 IB从截止。

CE晶体管的直流电流增益(或h )

它被定义为集电极电流与基极电流的比值。

因此, 共发射极 (11)

总的来说,我 首席执行官 << I C .然后,等式 (10) 得出 。

参数 h是晶体管饱和区域中的重要量,通常在制造商的数据中提供,特别是对于开关晶体管。

小信号电流增益或h

在给定的工作点或 h定义为小集电极电流增量与小基极电流增量之比,保持VCE公司不断。

因此

共发射极(12)

PNP CE晶体管的静态特性曲线

CE配置是晶体管电路中使用最广泛的配置。图3显示了以公共发射极(CE)配置连接的PNP晶体管。这里,发射极是输入侧和输出侧共有的端子,并且该端子已接地。因此,我们剩下两个电压变量,即 V和 V CE公司 .此外,当前 IE是忽略的,等于–(I C + 我 B ).因此,我们剩下两个当前变量,即 IB和我 C .在这四个变量的总和中,输入电流 IB和输出电压 VCE公司作为自变量,而输入电压 V和输出电流 IC形成因变量。然后我C和 V用 V 表示CE公司和我B根据以下等式。

共发射极(13)

共发射极(14)

绘制时,公式(13)给出静态输出特性曲线,而公式(14)给出静态输入特性曲线。

共发射极

PNP晶体管共发射极配置电路设置

图4显示了在CE配置中获取PNP晶体管静态特性的基本电路布置。对于NPN晶体管,所有电池、毫米安表和电压表的端子都必须反转。基极到发射极电压 V可由电位计 R 改变 1 .由于这个电压 V相当低(小于 1 伏),我们包括一个串联电阻器 R S (通常为 1 k-ohms)在基极到发射极电路中。该电阻器有助于限制发射极电流 IB到一个低值。集电极-发射极电压 VCE公司可以在电位计 R 的帮助下改变 2 .毫安表和电压表读数为 IBC 、V和 V CE公司 .

共发射极

CE晶体管的静态输入特性曲线

获得静态输入特性的实验程序包括设置如图(4)所示的电路,调整VCE公司到零,即集电极与发射极短路,增加 V 的大小从零开始,以 -0.1 伏的常规步长,注意相应的 Ib和绘图我b针对 V .对 V 的其他值重复该过程CE公司比如说 -3 伏、-6 伏等。因此,我们得到了图(5)所示的输入特性曲线。

V 的特征曲线 CE公司 = 0 和宽度 JE正向偏置与正向偏置二极管相同。如果 V为零,IB几乎变为零,因为现在发射极和集电极结都短路了。对于 V 的任何非零值 CE公司 ,为 V 的基极电流 = 0 不是零,而是很小,无法在图 (5) 中单独表示。一般来说,常数 V ,作为 VCE公司增加,基极宽度根据早期效应减小,这反过来又导致复合基极电流 I 降低B如图(5)所示。

共发射极

CE硅晶体管的静态输入特性曲线与图(5)类似。然而,曲线在 0.5 至 0.6
伏的范围内脱离零电流,而不是像 Ge 晶体管那样从 0.1 到 0.2 伏。

动态输入电阻

晶体管在给定值V时的动态输入电阻和 VCE公司定义为 I 斜率的倒数B该点的曲线,由下式给出,

共发射极(15)

因此,考虑图 3.33 中 V 曲线上的点 P CE公司 =-3 伏。在这一点上, V = -0.5 伏。考虑 I 的增量B从 到 .考虑伏特。

然后

共发射极

CE晶体管的静态输出特性

绘制公式(13)时给出了静态输出特性曲线。实验程序包括设置电路,如图(4)所示,调整I B = 0,增加 V 的大小CE公司从零开始,以 say-2 的常规步长,没有相应的 I C, 和绘图我C针对 V CE公司 .对 I 的其他值重复该过程B说,等等。因此,我们得到了图(6)所示的静态输出特性曲线。这些曲线的形状与 CB 配置中的输出特性相似,但不同之处在于在 CE 配置中,曲线的斜率更大。进一步地,输出电流即集电极电流IC远大于输入电流,即基极电流,通常为 100 到 200 倍。

共发射极

CE 活动区域

在活动区域中,JE是前向偏置的,而 JC是反向偏置的。因此,在图(6)中,活动区域位于纵坐标V的右侧 CE公司 = 零点几伏特及以上 I B = 0,如图所示。在有源区域,晶体管对输入信号的响应速度更快,即 I 有很大的变化C和 VCE公司对于 I 的任何更改 B .对于线性放大器,必须将操作限制在有源区域。

我们已经看到我C由下属给出,

共发射极.........(16)

如果是完全常数,则根据等式 (16),IC将独立于 VCE公司图(6)中的曲线将是水平的。然而,由于早期效应,两者都随着 V 的增加而增加 CE公司 .因此,让 V 增加CE公司导致 1% 的 say 从 0.98 增加到 0.99。相应的增加是从 49 到 99,增加 102%。因此,CE电路中的输出特性具有很高的上行梯度。这反过来又导致低增量输出阻抗r0哪里0由下属给出,

共发射极(17)

从图(6)中进一步,我们发现输出特性从原点开始,不进入转发集电极电压区域。这是因为 JC已经前向偏置了一定量的 V当 VCE公司达到零。

CE 截止地区

CE 截止区域由 I 定义 C = 0, 我 C = 我一氧化碳和我 B = -我 C = -我一氧化碳和 JE对于Ge(Si)晶体管,反向偏置至约0.1伏(0伏)。

CE 饱和区域 |PNP晶体管的通用发射极配置

它是两个 JC和 JE至少受到角质电压的正向偏置。

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