3.2.8 Составной биполярный транзистор.

В ряде схемных решений коэффициент усиления транзистора по току, даже в схеме с О. Э. оказывается недостаточным. Для повышения коэффициента усиления используется такое соединение двух транзисторов, которое рассматривается как один транзистор и называется составной транзистор (рисунок 3.22).

Рисунок 3.22 – Схема составного биполярного транзистора

Коллекторы этих транзисторов соединены, а эмиттер первого транзистора подключен к базе второго. Рассмотрим в приращениях связи между токами транзисторов и найдем, как выражается коэффициент усиления составного транзистора через коэффициенты усиления каждого из них. Как видно из рисунка 3.22, составной транзистор включен по схеме с общим эмиттером, поэтому коэффициент усиления его по току будет определяться соотношением:

Очевидно, что:

Обозначим через и коэффициенты усиления соответственно транзисторов и . Величину находим из известного соотношения:

, .

Учитывая, что

и ,

Находим :

Суммируя и , находим :

Из последнего соотношения находим коэффициент усиления по току для составного транзистора:

В инженерных расчетах часто используют только последнее слагаемое:

Проверим на сколько это допустимо. Для упрощения анализа будем считать, что . В таблице предоставлены расчеты по точной формуле () и при учете только второго слагаемого, а так же указана относительная погрешность приближенного расчета.

Таблица – Расчёты

50	2600	2500	3,8
100	10200	10000	2

Из приведенных расчетов видно, что применение приближенной формулы в инженерных расчетах вполне допустимо. Так же видно, что с увеличением коэффициентов усиления транзисторов погрешность приближенной формулы уменьшается.

В схеме ток эмиттера первого транзистора равен току базы второго транзистора. Из теории работы транзистора известно, что ток базы много меньше тока эмиттера. В то же время, чем больше мощность транзистора, тем больше его базовый ток. Поэтому, чтобы обеспечить близость эмиттерного тока первого транзистора и базового тока второго транзистора необходимо, чтобы первый транзистор был менее мощный, чем второй.

Помимо увеличения коэффициента усиления по току составной транзистор обладает следующими отличительными свойствами. У составного транзистора больше входное сопротивление, чем у одного транзистора. Это ведет к уменьшению входного тока, а значит к уменьшению потерь мощности на выходе источника входного сигнала. Следующее отличие составного транзистора в низком его выходном сопротивлении, поэтому он часто используется как эмиттерный повторитель, который, как известно, используется для согласования низкоомной нагрузки с высокоомным выходом источником сигнала. Недостатками составного транзистора является низкая термостабильность его свойств и большее значение обратного тока коллектора, так как он равен сумме обратных токов коллекторов каждого транзистора.

Применяется составной транзистор в различных усилительных схемах с учетом его свойств. Довольно часто он применяется в компенсационных стабилизаторах напряжения с целью повышения коэффициента стабилизации.