Установка рабочей точки каскада усиления с общим эмиттером дополнительными элементами схемы.
Наличие ВАХ позволяет рассчитать схему включения транзистора. Для усиления (в режиме А) простейшей является схема установки параметров транзистора фиксированным током базы (рис.2-1). Сопротивление коллектора определяется по закону Кирхгофа, RК = (EК – UРТ)/ IК , где UРТ и IК - параметры выбранной рабочей точки. Сопротивление RБ в цепи базы определяется выражением RБ = (ЕК – UБЭ)/ IБЭ , где ток IБЭ определяется по входной статической характеристике транзистора, исходя из требуемого положения рабочей точки. Зная коэффициент усиления транзистора, ток базы можно в первом приближении определить из тока коллектора: Iб = Iк /β. Напряжение UБЭ известно из входной характеристики. Для кремния это примерно 0,75 V. Линейный режим усиления ограничен допустимой амплитудой сигнала в рабочей точке на выходной ВАХ.
Принцип действия усилителя
На вход усилителя подается сигнал - переменное напряжение uВХ, которое преобразуется в переменную составляющую тока базы. Изменение тока базы вызывают изменение тока коллектора и напряжения на коллекторе. Вследствие этого появляется переменное напряжение на нагрузочном резисторе, т.е. создается выходное напряжение усилителя.
Напряжение на базе синусоидальное. Оно складывается из постоянной составляющей UБ0 и переменной составляющей u'ВХ . Постоянная составляющая UБ0 создается источником EК и резистором RБ: UБ0= EК – RБ IБ (UБ0). Напряжение на базе определяет постоянный ток базы через входную характеристику транзистора. Переменная составляющая ≈ uВХ.
|
|
|
Переходная характеристика IК(UК, IБ) найдена следующим образом. Состояние цепи коллектора определяется нелинейным уравнением Uк=Eк–Rк IК(UК, IБ), которое решается графическим способом как точка пересечения соответствующей выходной характеристики и прямой линии нагрузки, отсекающей на осях отрезки Eк и Eк / Rк. При изменениях тока базы эта точка пересечения («рабочая точка») перемещается по линии нагрузки в зависимости от тока базы. Задавая значения тока базы и определяя соответствующие значения тока коллектора, можно построить переходную характеристику. Эта переходная характеристика имеет участок насыщения при больших токах базы, поэтому она называется динамической.
Из рис.5.2 видно, что амплитуда напряжения на нагрузке 3.7В при амплитуде напряжения источника 0.05. Коэффициент усиления по напряжению KU=UВЫХ,m/ UВХ,m=74.
Последовательность построения кривых для токов и напряжений на рис.5.2 следующая:
Рис.5.2 Принцип действия усилителя напряжения на биполярном транзисторе в линейном режиме
Схема с общей базой.
На рис. представлена схема с общей базой. 
В цепь коллектора включено сопротивление нагрузки 
. Смещение на переход ЭБ подается фиксированным напряжением от источника коллекторной батареи с помощью резисторного делителя 
, 
. Конденсатор 
обеспечивает нулевой потенциал базы по переменному току. Величина конденсатора должна быть такой, чтобы его сопротивление удовлетворяло условию: 
, где 
- самая низкая частота в спектре усиливаемых сигналов.
|
|
|
Если к входу каскада подключить генератор гармонического сигнал, то при положительной полуволне сигнала ток через транзистор будет увеличиваться, так как эмиттерный переход смещается при этом в прямом направлении, а при отрицательной полуволне – уменьшаться, так как переменная составляющая тока будет противоположна по направлению постоянной составляющей тока. Напряжение на коллекторной нагрузке в схеме с ОБ будет совпадать по фазе с напряжением входного сигнала.
Коэффициент усиления по току схемы с ОБ меньше 1, так как входным током является ток эмиттера, а выходным током – ток коллектора. Коэффициент усиления по напряжению может составлять сотни - тысячи раз вследствие разницы напряжений на входе (mV) и выходе (V) и сопротивлений (входного (малое) и выходного (большое)) транзистора с ОБ.
|
|
|
Схема с общим коллектором
Схема с общим коллектором представлена на рис.
К входу подключен генератор гармонического сигнала. Сопротивление нагрузки в этой схеме включено в цепь эмиттера. Потенциал коллектора по переменной составляющей равен нулю. Выходное напряжение, снимаемое с сопротивления нагрузки Rэ, оказывается подключенным к эмиттерному переходу последовательно с напряжением сигнала, поданным на вход. В этой схеме потенциал эмиттера с небольшой разницей отслеживает потенциал базы. Схема с ОК не инвертирует фазу входного сигнала. Схему с ОК называют еще эмиттерный повторитель, так как напряжение на выходе повторяет входное напряжение по величине и по фазе.
Рис. Схема с общим коллектором
Коэффициент усиления по току в этой схеме равен:
Схема с ОК дает незначительное увеличение коэффициента усиления по току по сравнению со схемой с ОЭ. Коэффициент усиления по мощности немного меньше коэффициента усиления по току.
Особенностью схемы с ОК является большое входное сопротивление и малое выходное сопротивление. Входное напряжение больше выходного напряжения, а входной ток значительно меньше выходного тока. Поэтому:
|
|
|
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1379; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!