Гипотетический усилитель. ВАХ для УЭ

а) принцип работы. Входная ВАХ.

Схема приведена на рис.4.20.

УЭ

Еист

UУЭ

URн

Rн

iУЭ

Вх.

возд.

Рвх

Рисунок 4.20 – Элементарная схема для демонстрации усиления

 

Она состоит из нагрузки с сопротивлением R_н, источника питания E_ист и некоторого гипотетического усилительного элемента УЭ.

Маломощное входное воздействие (вх.воз.Р_вх)изменяет параметры УЭ так, что пропорционально входному воздействию (Р_вх) изменяется мощность, выделяемая в R_н за счет Е_ист. Таким образом, добавка к мощности входного воздействия (Р_вх) происходит за счет той части мощности источника питания, которая выделяется в сопротивлении нагрузки за счет прохождения по нему выходного тока УЭ (или изменения напряжения на нем) − . В качестве УЭ хорошо бы иметь, например, электронный прибор с входной ВАХ, изображенной на рис.4.21.

При  получим

Входная ВАХ – это зависимость . Если эта зависимость линейна, то изменению U_вх (вх. воздействие) отвечают пропорциональные изменения i_вх. Это должно обеспечить реагирование УЭ на изменение входного воздействия, т.е. отсутствие искажений входного сигнала.

 

 

Uвх

Uвх3

Uвх2

Uвх1

Iвх1

Iвх2

Iвх3

iвх

Рисунок 4.21 – Входная ВАХ гипотетического УЭ.

 

б) Выходные ВАХ. Линия нагрузки.

Выходные ВАХ (рис.4.22) , т.е.зависимость

 

 

Uуэ

Uуэ1

Uуэ2

Uуэ3

Iуэ1

Iуэ2

Iуэ3

iвх

Eист

А

В

Iвх1

Iвх2

Iвх3

 

Рисунок 4.22 – Семейство выходных ВАХ. Построение линии нагрузки

 

 

Из них выходит, что с , причем ток i_уэ в его силовой цепи не зависит от величины U_уэ при . Но по второму закону Кирхгофа

, откуда

 или .

Этим соотношениям соответствует прямая линия АВ.

Здесь в точке А: I_вх=0, значит i_уэ=0 и ;

в точке В: , , значит внутреннее сопротивление УЭ R_внуэ , напряжение на нем U_уэ не падает, т.е. U_уэ=0, а отсюда . Прямая АВ называется линией нагрузки. Её можно трактовать, как динамическую (т.е. при изменении входного воздействия) выходную характеристику УЭ.

 

Принцип усиления. Биполярные и униполярные транзисторы

 

Принцип усиления − преобразование энергии источника постоянного напряжения Е_ист (источника питания) в энергию переменного выходного сигнала путем изменения проводимости УЭ по закону, обусловленному формой входного сигнала. Таким образом, если I_уэ (или U_уэ) превышает по величине I_вх (или U_вх), то получим усилитель, который воспроизводит в R_н все изменения входного воздействия (с усилением). При этом, если в качестве входного воздействия подразумевается входной ток i_вх, то в качестве УЭ целесообразно использовать биполярный транзистор (БТ), а если использовать входное напряжение U_вх, то униполярный (полевой) транзистор (ПТ).

БТ состоит из двух взаимодействующих между собой p-n переходов. Термин «биполярный» подчеркивает, что процессы в этих транзисторах связаны с взаимодействием носителей заряда двух типов: электронов и дырок. По этой причине БТ – это «токовый» прибор, т.е. управляется током.

Принцип работы ПТ основывается на использовании носителей только одного знака (электронов или дырок). Управление током в силовой цепи ПТ (в цепи нагрузки) осуществляется изменением проводимости канала (по которому протекает силовой ток) под воздействием поля. Это поле – результат воздействия входного напряжения. ПТ − это «полевой» прибор, управляемый напряжением. Характерная черта: очень большое входное сопротивление Ом.

 

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 544; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!