Транзисторный каскад с общим эмиттером.
Биполярные транзисторы чаще всего используются в усилительных каскадах. На рис.17 изображен транзисторный каскад с общим эмиттером. Режим работы биполярного транзистора в каскаде определяется силой базового тока. Для того чтобы базовый ток был стабилен, база соединяется с источником питания схемы ЕКчерез высокоомное сопротивление RБ.
ЕК – постоянное напряжение питания транзисторного усилителя. Полярность источника питания усилительного каскада зависит от типа выбранного транзистора. Rн – сопротивление нагрузочного устройства; Резистор Rб., обеспечивает требуемую работу транзистора в режиме покоя усилителя, то есть в отсутствие входного сигнала. Резистор Rк – резистор в цепи отрицательной обратной связи по току коллектора, вместе с Rн определяет величину выходного сигнала, задает линию нагрузки на семействе выходных характеристик транзистора, определяет выбор начальной рабочей точки в режиме покоя, напряжение покоя Uк.э. п и ток покоя Iк. п транзистора. Разделительный конденсатор Cр. 1 передает на вход усилителя переменную составляющую сигнала от источника uвх., не пропуская постоянный ток от источника питания Ек во входную цепь усилителя. Разделительный конденсатор Cр. 2 передает на выход усилителя переменную составляющую сигнала, не пропуская постоянный ток от источника питания Ек в выходную цепь усилителя, тем самым уменьшается потребление мощности усилителя от источника питания и исключаются искажения сигнала на выходе усилительного каскада. Таким образом, разделительные конденсаторы отделяют усилительный каскад от входной и выходной цепей схемы. Для определения режима работы транзисторного каскада удобно построить линию нагрузки на характеристиках транзистора. Данный способ позволяет описать поведение транзистора во всех основных режимах работы, а именно: насыщения, усиления и отсечки.
Режим насыщения транзистора имеет место в случае, когда ток коллектора не управляется током базы. Такая ситуация возникает при условии h21э.IБ >IKH , где IKH - ток насыщения коллектора.
IН.К. = . В режиме усиления ток коллектора должен быть меньше тока насыщения 1КН. Значение тока коллектора и соответствующее ему напряжение коллектор-эмиттер задает рабочая точка на нагрузочной прямой (например, точка 1). Значение резистора RК. можно рассчитать:
Значение тока базы: Сопротивление в цепи базы:
Напряжение UБ.Э. определяется из входной ВАХ транзистора.
В режиме отсечки ток коллектора равен нулю и не создает на резисторе RK падения напряжения. Следовательно, напряжение UKЭ максимально и равно напряжению источника питания ЕK. Данный режим соответствует точке 2. При работе транзисторного каскада в режиме малого сигнала обеспечивается наибольшее усиление входного сигнала при минимальных искажениях. Характерной особенностью данного режима является то, что при всех возможных значениях входного сигнала рабочая точка транзистора не выходит из линейной области. При поступлении на вход усилителя переменного сигнала uВХ., ток базы транзистора (согласно ВАХ) тоже будет изменяться. Изменение тока базы вызовет изменение коллекторного тока. Последний вызовет изменение выходного напряжения усилителя, причем выходное напряжение будет в КU раз больше входного. То есть произойдет усиление входного сигнала.
КU = ΔUВЫХ/ΔUВХ.
Важной характеристикой усилителя является амплитудно-частотная характеристика – зависимость коэффициента усиления усилителя от частоты усиливаемого сигнала. Величина коэффициента усиления снижается на низких частотах – из-за конденсаторов, входящих в состав схемы; и верхних частотах – из-за частотных свойств транзистора. Также от частоты зависит и угол сдвига фаз между выходным и входным напряжениями. Такая характеристика называется фазо-частотной.
Полоса пропускания усилителя ΔF= fв.гр – fн.гр.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|