Отличия транзисторов от ламп

К сожалению, лампы, использующие управление пото­ком электронов, существуют только одной «проводимости» (с положительным напряжением на аноде). Транзисторы же существуют двух типов — n—р—п (с положительным напряжением на коллекторе) и р—n—р (с отрицательным напряжением на коллекторе). Это, наряду с большими токами коллектора (до десятков ампер) у мощных транзисторов, резко облегчает построение усилителей мощности с прямой (непосредственной) связью с нагрузкой.

Транзисторы намного надежнее ламп и меньше их по габаритам. У них нет нити накаливания, потребляющей дополнительную энергию и рано или поздно сгорающей, раскаленного нитью катода, эмиссия электронов кото­рым со временем ухудшается. Конечно, у мощных транзисторов возникает проблема отвода тепла. Она решается размещением их в корпуса больших размеров, у которых предусмотрены элементы крепления их теплоотводящие радиаторы. Транзисторы больше, чем лампы, подвержены электрическому пробою при превышении рабочих напря­жений (этот пробой обычно называют лавинным, так как он ведет к лавинообразному росту тока коллектора).

ВАХ транзисторов напоминает ВАХ ламповых пенто­дов. Но веерообразного исхода кривых из начала коорди­нат нет — все кривые как бы вкладываются в одну крити­ческую линию. Изгибы кривых при переходе из пологих участков (при больших напряжениях на коллекторе) выра­жены более резко, что способствует появлению в спектре усиливаемых сигналов гармоник с большими номерами. В целом нелинейность выходных характеристик транзис­торов выражена более резко, чем у ламп, так что при перегрузках транзисторы создают заметно большие нели­нейные искажения.

Входная ВАХ транзистора это, в сущности, ВАХ полу­проводникового диода. Она резко нелинейная — зависи­мость входного тока от входного напряжения близка к экспоненциальной.

Принципиально важно то, что транзистор управляется, когда эмиттерный переход открыт. Так что достаточно изменений напряжения на эмиттерном переходе в доли вольта, чтобы транзистор из почти закрытого состояния перешел в открытое. Соответственно экспоненциальной является и передаточная характеристика — зависимость тока коллектора от напряжения на входе. Это означает наличие широкого спектра гармоник с высшими номерами.

Если напряжение на коллекторе открытого транзисто­ра падает до уровня напряжения на базе, коллекторный переход транзистора смещается в прямом направлении и коллектор, как и эмиттер, начинает инжектировать в базу носители. Они называются избыточными, а сам такой режим работы — режимом насыщения.

Вообще говоря, режим насыщения используется в ключевых схемах и там рассматривается как важное досто­инство транзистора - падение напряжения на нем при этом порою не превосходит долей вольта. Но в усилитель­ных схемах этот режим крайне нежелателен. Он не только ведет к резкой отсечке напряжения на коллекторе, но и удлиняет переходные процессы выхода транзистора в режим работы (когда напряжение на коллектор­ном переходе имеет обратную полярность).