Транзисторная схемотехника

Транзисторная схемотехника. Вниманию телезрителей предлагаю весьма полезный материал, по применению полупроводниковых транзисторов в электронных схемах. Это азбука транзисторной схемотехники. Более подробно аналогичные сведения можно глянуть в белорусском журнале Радиолюбитель, №№4..12 за 1994 год.

Транзистор это основной элемент, своего рода кирпичик электронной схемотехники. Однако транзистор существенно нелинейный элемент, поэтому к схемотехнике транзисторных устройств, следует относиться максимально внимательно, иначе очень легко вывести проектируемое изделие из строя. Для модификации схем с одиночными транзисторами может понадобиться внести в схему изменения. Поэтому далее рассмотрены различные модификации, обозначенные цифрами в сквозной нумерации. Рядом со схемой приведено описание назначения и краткие характеристики внесённых изменений. Схема 1. Увеличение мощности транзистора. Резисторы в цепях эмиттеров нужны для равномерного распределения нагрузки; В схеме 2 уровень шумов уменьшается пропорционально квадратному корню из количества параллельно включенных транзисторов. Схема 2. Защита от перегрузки по току. Недостаток-снижение КПД из-за наличия датчика тока R.

Другой вариант показан на схеме 3. Благодаря введению германиевого диода или диода Шоттки можно в несколько раз уменьшить номинал резистора R, и на нём будет рассеиваться меньшая мощность. Схема 4. Составной транзистор с высоким выходным сопротивлением. Из-за каскодного включения транзисторов значительно уменьшен эффект Миллера. Другое аналогичное звено показано на схеме 5. За счёт полной развязки второго транзистора от входа и питанию стока первого транзистора напряжением, пропорциональным входному, составной транзистор имеет ещё более высокие динамические характеристики (единственное условие - второй транзистор должен иметь более высокое напряжение отсечки). Входной транзистор можно заменить на биполярный. Схема 6 предназначена для защиты транзистора от глубокого насыщения. Предотвращение прямого смещения перехода база-коллектор достигнуто с помощью диода Шоттки. Более сложный вариант - Бейкера, показан на схеме 7. При достижении напряжением на коллекторе транзистора напряжения базы "лишний" базовый ток сбрасывается через коллекторный переход, предотвращая насыщение.

Делее показан ограничитель насыщения транзисторов в относительно низковольтных ключах. Вначале показано звено с датчиком тока базы - это схема 8. Далее показана схема 9 с датчиком тока коллектора. В качестве датчика использован безреактивный элемент, - резистор небольшого номинала. Для уменьшения времени включения/выключения транзистора в ключевом режиме, применяют форсирующую RC-цепочку, в соответствии с техническим решением, показанным на схеме 10.

Далее идут иллюстрации к очень полезной схеме составного транзистора, широко распространённой в звуковых усилителях. Поскольку транзисторы бывают с двумя типами проводимости, количество скелетных моделей несколько расширяется. Схема 11 это составной транзистор по техническому решению Дарлингтона, вначале на биполярных транзисторах обратной проводимости, а затем улучшенный вариант на полевом транзисторе по входу – схема 12. Следом показаны ещё две схемы составного транзистора, но уже на элементах разной проводимости (это техническое решение Шиклаи), схема 13, а затем с полевым транзистором на входе, схема 14. Далее показаны усиленные варианты составных транзисторов по схемам Дарлингтона (15) и Шиклаи (16) с дополнительными транзисторами, которые нужны для увеличения входного сопротивления второго каскада по переменному току, и соответственно коэффициента передачи. А следом то же самое для схем Дарлингтона (17) и Шиклаи (18) с полевыми транзисторами на входе.

Ниже на схеме 19 показан вариант широкополосного составного транзистора с высоким быстродействием. Повышение быстроходности обеспечено за счёт уменьшения эффекта Миллера. Техническое решение, называемое "Алмазный транзистор", показано на схеме 20. Символом G1 обозначен источник тока. Особенность этой модели транзистора - отсутствие инверсии на коллекторе. Возможные варианты его включения показаны на схеме 21 и 22. А для увеличенной нагрузочной способности вдвое придумали схемотехническое решение, показанное на схеме 23.

Ниже, на схеме 24, показано решение для получения мощного составного транзистора из дискретных элементов разной проводимости. Практическое использование биполярного транзистора в качестве регулирующего элемента или в ключевом режиме показано на схемах далее. Включение нагрузки в цепь коллектора приведено на схемах 25, 26, 27. Следует обратить внимание, что на схеме 27 резистор топологически включен в эмиттер, однако для составного транзистора это коллектор. Включение нагрузки в цепь эмиттера показано на рисунках 28, 29, 30. (показать формулы).

Автором цикла статей обозначен А.Петров. Продолжение следует. По материалам сети публикацию подготовил

               Евгений Бортник, Красноярск, Россия, март 2018