Особенности построения усилительных каскадов на биполярных транзисторах.
Принципиальная схема усилительного каскада на биполярном транзисторе с общей базой приведена на рис.3.5.
Рис.3.5. Принципиальная схема усилительного каскада на биполярном транзисторе с общей базой.
Усилительная схема представляет собой линейный четырехполюсник с двумя входными и двумя выходными клеммами. Поскольку транзистор имеет только три вывода, то один из них является общим для входной и выходной цепей усилителя. Обычно этот вывод соединяется с корпусом усилителя. Транзисторные усилители могут быть построены с общим эмиттером, с общим коллектором и с общей базой. Ламповые усилители бывают с общим катодом, с общим анодом и с общей сеткой. Наиболее часто усилительные схемы строятся с общим эмиттером или с общим катодом, что позволяет получить высокий коэффициент усиления и хорошие характеристики усилителя.
Биполярные транзисторы по сравнению с электронными лампами имеют следующие преимущества: малые габариты и вес, небольшую потребляемую мощность, длительный срок службы и др. Однако они имеют и недостатки, к которым относятся: низкие предельные частоты, большая температурная зависимость, малое входное сопротивление и небольшая выходная мощность.
Принципиальное отличие транзисторных усилителей объясняется тем, что из-за малого значения входного сопротивления источник сигнала работает в режиме короткого замыкания
, (3.3)
т.е. транзисторный усилитель управляется током. Усилители на электронных лампах и полевых транзисторах управляются напряжением
. (3.4)
Принцип работы и основные процессы в биполярных транзисторах также отличаются от принципов работы и процессов, протекающих в электронной лампе. Инжекция носителей через эмиттерный переход в область базы осуществляется за счет прямого смещения. В области базы дырки движутся по закону диффузии и достигают коллекторного перехода. Только часть дырок успевает рекомбинироваться в области базы, образуя ток в цепи базы. Таким образом, в транзисторе протекает ток эмиттера, ток коллектора и ток базы:
(3.5)
Соотношение (3.5) почти не зависит от и , а определяется законами диффузии и конструкцией транзистора. Основным усилительным параметром биполярного транзистора является коэффициент усиления по току с общей базой (рис. 3.5). В этой схеме входным током является Iэ, а выходным током – Iк.
. (3.6)
При включении транзистора с общим эмиттером (рис.3.6.) током входной цепи является ток базы .
Рис.3.6.Усилительный каскад с общим эмиттером
Источник сигнала меняет потенциальный барьер эмиттерного перехода, что приведет к изменению инжекции, т. е. к изменению и . При этом на нагрузочном сопротивлении в цепи коллектора выделяется усиленное напряжение. Коэффициент усиления по току транзистора с общим эмиттером
. (3.7)
В качестве основного источника питания в транзисторных усилителях используются аккумуляторы или выпрямители. По аналогии с ламповыми схемами коллекторные цепи всех каскадов подключаются к источнику питания параллельно. При этом в цепях питания каждого каскада включают развязывающие фильтры.
Для установления необходимого рабочего режима на базу р-n-р транзистора относительно эмиттера нужно подать небольшое отрицательное смещение (0,05 - 0,5 В). Это смещение желательно получить от источника , чтобы исключить второй источник питания Есм.
Дата добавления: 2016-07-09; просмотров: 967;