Усилители на транзисторе
В промышленной электронике очень часто возникает необходимость в усилении электрических сигналов, например, при измерениях неэлектрических величин электрическими методами, контроле и автоматизации технологических процессов. Для решения этих задач используют электронные усилители – устройства, которые служат для усиления напряжения, тока или мощности слабых электрических сигналов.
В настоящее время в усилителях широко применяют транзисторы, которые заменили электронные лампы.
Типовая схема транзисторного усилителя по схеме с общим эмиттером приведена на рис. .
Рис. Усилитель на транзисторе.
Сопротивление нагрузки подключено к коллектору транзистора через разделительный конденсатор Ск. При отсутствии входного сигнала через переход эмиттер—база протекает ток базы Iб, величина которого определяется сопротивлением Rб и напряжением источника питания:
Путь тока базы: +Ек— масса — эмиттер — база — Rб — минус источника.
Ток базы вызывает в 
раз больший ток коллектора.
Путь тока коллектора: +Ек — масса — эмиттер — коллектор— Rк — минус источника.
При подаче входного сигнала в отрицательные полупериоды ток базы увеличивается, а в положительные уменьшается. Таким образом, ток базы изменяется, повторяя форму входного сигнала. По этому же закону изменяется ток коллектора, но с амплитудой, в раз большей. Часть переменной составляющей коллекторного тока через разделительный конденсатор ответвляется на сопротивление нагрузки.
Сопротивление Rб выбирается таким, чтобы рабочая точка находилась на середине линии нагрузки.
(Если сопротивление базы будет велико, то начальный ток базы будет мал, и в положительные полупериоды транзистор запирается. Если сопротивление нагрузки выбрать малым, то ток базы увеличивается и в отрицательные полупериоды транзистор входит в насыщение. Насыщение транзистора возникает потому, что ток через него не может быть больше 
).
Iк
Усилители низкой частоты в основном предназначены для обеспечения заданной мощности на выходном устройстве, в качестве которого может быть громкоговоритель, записывающая головка магнитофона, обмотка реле, катушка измерительного прибора и т. д.
Как правило, входной сигнал очень мал, его значение недостаточно для нормальной работы усилителя. В связи с этим перед усилителем мощности включают один или несколько каскадов предварительного усиления, выполняющих функции усилителей напряжения.
Наиболее распространенная схема усилительного каскада на транзисторе с ОЭ показана на рис. .
 |
Рис. Схема усилителя на биполярном транзисторе с ОЭ
Входное усиливаемое переменное напряжение uвх подводится ко входу усилителя через разделительный конденсатор Cp1. Конденсатор Cp1 разделяет источник входного сигнала и базовый вход усилителя по постоянному току, чтобы исключить нарушение начального режима работы транзистора VI. Усиленное переменное напряжение, выделяемое на коллекторе транзистора VI, подводится к внешней нагрузке с сопротивлением Rн через разделительный конденсатор Ср2. Этот конденсатор служит для разделения выходной (коллекторной) цепи транзистора и внешней нагрузки по постоянной составляющей коллекторного тока Iок. Значение Iок и других постоянных составляющих токов и напряжений в цепях транзистора зависят от режима работы по постоянному току (положения рабочей точки на нагрузочной прямой). Положение рабочей точки, т.е. значение начального тока базы Iоб задается делителем RI, R2. При отсутствии входного переменного сигнала в цепи коллектора протекает постоянный ток Iок, значение которого определяется из выражения:
где Rк - сопротивление в цепи коллектора,
Rэ - сопротивление в цепи эмиттера.
Решив это уравнение относительно тока Iок, получим динамическую характеристику транзистора по постоянному току
.
Это выражение представляет собой уравнение прямой линии,
проходящей через точки с координатами: Ек, 0; 0, 
, изображенными на выходных характеристиках транзистора.
Дата добавления: 2016-01-18; просмотров: 940;