Полевой транзистор Входные и выходные ВАХ
| 
|
| Рис 1 | Рис 2 |
| 
|
| Рис 3 | Рис 4 |
| 
|
| Рис 5 | Рис 6 |
| Структурные схемы полевых транзисторов | |
| 
|
| Рис 7 | Рис 8 |
| 
|
| Рис 9 | Рис 10 |
| 
|
| Рис 11 | Рис 12 |
Тема 5. Усилительные каскады на транзисторах (УК) - кратко(схемные решения кратко)
| 
| |
| 
| |
Электронные усилительные каскады-элементы усилительных устройств Усилителями называются устройства, предназначенные для повышения мощности входного сигнала за счет энергии источника питания. Преобразование энергии в усилителях осуществляется с помощью активных компонентов – транзисторов в усилительных каскадах. Сигнал, поступивший на вход транзистора, преобразуется в выходной усиленный сигнал
| .Рис 1.Взаимосвязь характеристик и сигналов в каскаде с ОЭ | а — электрическая схема; б — ток коллектора транзистора; в — выходные характеристики; г — входная характеристика; д – линии нагрузки по постоянному ВС и переменному DК току |
|
Каскады выполняются по схемам: 1) с общим эмиттером у БТ (общим истоком у ПТ); 2) с общим коллектором у БТ (общим стоком у ПТ); 3) с общей базой у БТ (общим затвором у ПТ).
Схемотехнические решения транзисторных каскадов обеспечивают питание транзистора от одного источника, задают режим его работы и обеспечивают стабильность работы транзистора независимо от внешних условий.
Рис №2.Установление рабочих точек и каскадное включение транзисторов
|
| а — с помощью делителя R1, R2; ,б — с помощью автоматического смещения через резистор R 6; в — с помощью двух источников питания +Е1 и -Е2; г — транзисторная цепь отрицательной обратной связи через транзистор VТ1; д — каскадное включение двух транзисторов — схема Дарлингтона; е — комбинированная схема на транзисторах с противоположными проводимостями. |
Схема любого каскада состоит из источника питания, транзистора и цепей смещения, обеспечивающих режим транзистора по постоянному току (режим покоя)
| Рис 3. Примеры схемных решений по фиксации (РТ) рабочей точки ( т.е. получения необходимого смещения) и температурной стабилизации режима работы транзисторов. | ||
| Схема №1 УК с ОЭ | Схема №2 УК с ОИ | Схема №3 УК с ОК |
| 
| 
|
| В сх1 фикс. напряжение смещения за счет резисторов делителя напряжения R1 и R2. Стаб. РТ за счет подбора RЭ | В сх2 фикс. РТ за счет подбора резисторов RИ и RЗ, обеспечивающих смещение | В сх3 режим работы по постоян-ному току обеспечивается как в сх. с ОЭ резисторами R1, R2 и RЭ. |
Положение рабочей точки ( режима работы УК) осуществляется подбором величин параметров элементов электрических цепей в соответствии с различными схемными решениями ( примеры некоторых из них даны на рис 2 и 3)
Принципиальная электрическая схема усилительного каскада на биполярном транзисторе приведена на рис.3, сх1. В этой схеме транзистор включен в цепь источника питания последовательно с резисторами RК и RЭ. Режим покоя усилителя задается входным делителем R1—R2 совместно с резисторами RК и RЭ Кроме того, резисторы R1 , R2, RЭ стабилизируют коллекторный ток покоя при изменении окружающих условий. Стабилизация будет тем лучше, чем меньше сопротивления R1 и R2 и чем больше RЭ.
Резистор RЭ создает сильную отрицательную обратную связь, препятствующую изменению коллекторного тока покоя. Однако стабилизирующее действие RЭ на ток IК проявляется и при усилении переменного сигнала, что приводит к снижению коэффициента усиления. В усилителях переменного тока это нежелательное явление исключают, шунтируя резистор RЭ конденсатором большой емкости CЭ так, чтобы его реактивное сопротивление на частоте переменного сигнала было ничтожным по сравнению с RЭ. Конденсаторы С1 и С2 являются разделительными. Они разделяют по постоянному току соответственно цепь источника сиг нала (C1) и выход усилителя (С2).
| Рис №4. Режимы работы усилительного каскада.(классы усиления сигналов) | |
| а) | б). классы усиления. |
 строится с помощью входной и выходной
| 
|
| Графическая иллюстрация дана с использованием проходной характеристики, Θ - «угол отсечки» - это половина времени на период, в течении которого транзистор открыт. Кл. А θ = 1800, Кл. В θ = 900, Кл. АВ θ = 1200, Кл. С θ < 900, Кл. D -работа транзистора в ключевом режиме |
Режимы работы усилителя (по расположению рабочей точки режима покоя) делятся на классы: А, В, АВ, С и D При работе усилителя в режиме Апеременный ток протекает выходной цепи в течение всего периода. От источника питания непрерывно, независимо от уровня входного сигнала, потреб-ляется одна и та же мощность, пропорциональная току в рабочей точке, КПД , низкий (рис а).
Режим Вхарактерен тем, что ток покоя равен нулю. Ток протекает в течение полупериода. Усилитель имеет высокий КПД. Применяется в силовых устройствах. Имеет большие нелинейные искажения (рис. б).
Режим АВимеет угол отсечки от 90 до 180°. Увеличиваете КПД по сравнению с режимом В, нелинейные искажения меньше, чем в режиме В (рис. в).
Режим С имеет угол отсечки менее 90°. Большие нелинейные искажения, но они неважны. Усилитель применяется в умножителях частоты (рис. г).
Режим D. Усилитель преобразует гармонический сигнал в импульсный (рис. д).
| Рис №5. Схемы усилителей, работающих в разных режимах усиления | |
| Сх. 4. Предварительный 2-х каскадный усилитель | Сх. 5. Оконечный 2-х тактный усилитель мощности |
| 
|
| Работает в режиме А, как линейный усилитель напряжения. Сохраняет форму входного сигнала. | Работает в режимах В и АВ. Т1 усиливает положительную полуволну входного сигнала, Т2 – отрицательную. На выходе результаты складываются |
Запомнить.
1.Схема любого каскада состоит из источника питания, транзистора и цепей смещения, обеспечивающих режим транзистора по постоянному току (режим покоя).
2.По отношению к источнику входных сигналов УК характеризуется входным сопротивлением RВХ, а по отношению к нагрузке – выходным - RВЫХ.
Запомни. Входное сопротивление УК должно быть большим, а выходное малым, т.к. это позволяет избежать шунтирования входного сигнала со стороны генератора и уменьшить влияние нагрузки на параметры усилителя. УК по сх. с ОЭ имеет относительно малое входное сопротивление и достаточно высокое выходное .Последнее приводит к уменьшению тока в нагрузке. УК с ОБ, наоборот, имеют большое входное и малое выходное сопротивления, что обеспечивает хорошую передачу мощности низкоомной нагрузкой
Каскад по схеме с ОЭ наз. усилительным, каскад с ОК наз повторителем напряжения или эмиттерным повторителем (напряжения). Название (УК с ОК) связано с тем, что коэффициент усиления по напряжению чуть менее единицы и входное напряжение по фазе совпадает с выходным.
. Эмиттерный повторитель – УК с глубокой ООС. Он имеет высокое входное и низкое выходное сопротивления, поэтому действует как трансформатор сопротивлений и широко применяется для согласования усилительных каскадов с низкоомной нагрузкой.
3.Усилительный каскад с общим эмиттером всегда инвертирует фазу входного сигнала.
4.Каскады ОЭ и ОИ наз усилителями, ОК и ОС – повторителями напряжения, ОБ и ОЗ – повторителями тока.
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 2109;