Усилительные свойства транзисторов.
Усиление электрических колебаний с помощью транзистора основано на зависимости тока коллектора от значения напряжения, приложенного к эмиттерному P-N- переходу.
При отсутствии переменного напряжения Uвх (до момента t1 на рис.2, а) в цепи эмиттера протекает ток покоя Iэо (рис.2, б) под действием напряжения UЭ, а в цепи коллектора- ток Iо (рис.2, в), почти равный току Iэо. Ток Iо, проходя через сопротивление нагрузки Rнагр, создает на нем постоянное значение падения напряжения UR=IoRнагр (рис.2, г)
При поступлении на вход переменного напряжения Uвх (рис.2, а) от генератора сигналов G, последовательно включенного с источником постоянного напряжения UЭ на эмиттерно- базовом переходе создается изменяющееся напряжение UЭ+Uвх, под действием которого из эмиттера в базу будет поступать изменяющееся количество дырок: больше при UЭ+Uвх и меньше при UЭ-Uвх. Таким образом, изменения напряжения на эмиттерно- базовом переходе вызовут пропорциональные изменения эмиттерного тока iЭ (рис.2, б) и коллекторного тока (рис.2, в). Ток iK,, проходя через резистор Rнагр, кроме постоянного падания напряжения создает на нем переменное падение напряжения ~UR=iKRнагр, повторяющее по форме входное напряжение сигнала. Переменная составляющая напряжения ~UR отделяется с помощью разделяющего конденсатора Ср от постоянной составляющей и подается на вход усилителя в виде переменного напряжения Uвых=(~UR). Усиление напряжения с помощью транзистора происходит за счет энергии источника питания. Сам транзистор выполняет роль своеобразного регулятора, который под действием слабого входного сигнала, введенного в цепь с малым сопротивлением, изменяет ток в выходной цепи, обладающей большим сопротивлением.
Величина, показывающая, во сколько раз переменное напряжение на выходе усилителя больше напряжения сигнала на входе, называется коэффициентом усиления по напряжению:
KU=Uвых/Uвх (1)
Согласно закону Ома, Uвых=IкRнагр и Uвх=IЭRЭ, где RЭ- сопротивление входной цепи, т.е. сопротивление участка эмиттер- база. Учитывая, что IK=IЭ, формулу (1) можно записать так:
KU=IКRнагр/( IЭRЭ) или KU= Rнагр/(RЭ). (2)
Транзистор усиливает не только напряжение, но и мощность.
Коэффициент усиления по мощности: Kр=Рвых/Рвх= . (3)
Из формул (2) и (3) видно, что коэффициенты усиления транзистора по напряжению и мощности равны отношению сопротивления нагрузки в цепи коллектора к сопротивлению цепи эмиттера, поэтому транзисторы представляют собой преобразователи сопротивления.
Один из показателей, характеризующий свойства транзистора, - коэффициент усиления (или передачи) по току a, представляющий собой отношение приращения выходного тока DIК к вызвавшему его приращению входного тока DIЭ: a=DIК/DIЭ. (4)
Для приведенной схемы всегда a<1 (a=0.9…0.99), так как Iк<IЭ. Чем больше a, тем меньше отличаются между собой токи коллектора и эмиттера, и тем больше коэффициенты усиления транзистора по напряжению и мощности.
Дата добавления: 2015-02-13; просмотров: 2059;