- •Учебное пособие
- •1. Основные параметры и характеристики усилителей
- •1.1. Понятие усилительного устройства
- •1.2. Основные характеристики уу
- •1.3. Классификация усилителей
- •1.4. Обобщенная структурная схема уу
- •Контрольные вопросы
- •2. Усилитель как линейный четырёхполюсник
- •3. Обратные связи в усилителях
- •3.1. Классификация обратных связей
- •3.2. Влияние отрицательной обратной связи на параметры и характеристики усилителя
- •Контрольные вопросы
- •4. Работа транзистора в усилительных каскадах
- •4.1. Схемы включения транзистора
- •4.2. Статические характеристики транзистора
- •4.3. Определение нч y-параметров по статическим характеристикам
- •4.4. Нагрузочные характеристики и оптимизация выбора рабочей точки по постоянному току
- •Контрольные вопросы
- •5. Классы работы усилительных каскадов
- •5.1. Усилитель класса a
- •5.2. Усилитель класса в.
- •5.3. Усилитель класса ав.
- •5.4. Усилитель класса с.
- •5.5. Усилитель класса d.
- •Контрольные вопросы
- •6. Работа полевого транзистора в усилительных каскадах
- •6.1. Особенности работы полевого транзистора
- •6.2. Зависимость характеристик пт от температуры
- •6.3. Составные транзисторы
- •Контрольные вопросы
- •7. Работа усилительного каскада по постоянному току
- •7.1. Обеспечение работы активного элемента по постоянному току
- •7.2. Методы термостабилизации положения рабочей точки транзистора
- •Метод термостабилизации положения рабочей точки транзистора с использованием оос основан на введении оос на постоянном токе.
- •7.3. Методика инженерного расчёта элементов эмиттерной термостабилизации
- •7.4. Строгий расчёт температурной нестабильности тока коллектора
- •7.5. Особенности задания рабочей точки и термостабилизации пт
- •Контрольные вопросы
- •8. Каскады предварительного усиления
- •8.1. Особенности работы каскадов предварительного усиления
- •8.2. Анализ работы каскада в области сч
- •8.3. Анализ работы каскада в области вч
- •8.4. Анализ работы каскада в области нч
- •Контрольные вопросы
- •9. Особенности расчёта резистивного каскада на биполярном транзисторе
- •Анализ работы каскада в области сч.
- •Анализ работы каскада в области нч.
- •Анализ работы каскада в области вч.
- •Контрольные вопросы
- •10. Усилительные каскады с коррекцией
- •10.1. Методика расчёта оптимальных параметров корректирующих элементов
- •10.2. Индуктивная вч коррекция На рис. 10.1 представлена схема вч коррекции с добавочной индуктивностью в каскаде на полевом транзисторе
- •Особенности расчёта схемы индуктивной вч коррекции в каскаде на биполярном транзисторе (рис.10.5)
- •10.3. Вч коррекция с использованием частотно-зависимой оос
- •Особенности работы схемы вч коррекции с использованием частотно-зависимой оос при высокоомной нагрузке
- •Особенности расчёта схемы вч коррекции с использованием частотно-зависимой оос в каскадах на биполярном транзисторе
- •10.4. Нч коррекция
- •Порядок расчёта элементов нч коррекции
- •Контрольные вопросы
- •11. Элементы регулировки в усилительных устройствах
- •11.1. Регулировка усиления
- •Потенциометрическая регулировка
- •Регулировка усиления за счёт оос
- •Регулировка усиления за счёт изменения положения рабочей точки транзистора
- •10.2. Регулировка частотной характеристики усилителя
- •Регулировка с использованием частотно-зависимых делителей
- •Регулировка с использованием частотно-зависимой оос
- •Эквалайзеры
- •Контрольные вопросы
- •12. Шумы многокаскадного усилителя
- •12.1. Оптимальный выбор транзистора
- •12.2. Оптимальный выбор рабочей точки
- •12.3. Оптимальное согласование по шумам
- •Контрольные вопросы
- •13. Усилители, охваченные 100% оос
- •13.1. Истоковый повторитель
- •13.2. Эмиттерный повторитель
- •Особенности работы эмиттерного повторителя напряжения на емкостную нагрузку
- •Контрольные вопросы
- •14. Оконечные каскады и усилители мощности
- •Энергетические параметры усилителей мощности.
- •Информационные параметры усилителей мощности
- •Классификация усилителей мощности.
- •14.1 Однотактные усилители мощности класса а
- •Графоаналитический метод определения коэффициента гармоник однотактного усилительного каскада.
- •14.2. Двухтактные усилители мощности
- •Особенности работы двухтактного усилителя мощности класса а
- •14.3. Двухтактные усилители мощности класса b
- •14.4. Двухтактные каскады в режиме ab
- •Двухтактные усилители на транзисторах противоположного типа проводимостей
- •Двухтактные усилители на транзисторах одного типа проводимости.
- •Недостатки аналоговых усилителей мощности.
- •14.5 Ключевые усилители мощности.
- •Ключевой усилитель мощности с широтно-импульсной модуляцией (кум с шим).
- •Рекомендуемая последовательность действий при расчете схемы кум с шим.
- •Ключевой усилитель мощности с импульсно-кодовой модуляцией (кум с икм).
- •Спектрально-ключевые усилители мощности.
- •Дискретно-аналоговые усилители мощности
- •Контрольные вопросы
- •15. Усилители постоянного тока
- •Основные параметры и характеристики упт.
- •Классификация усилителей постоянного тока
- •15.1. Упт с гальванической связью между каскадами
- •15.2. Дифференциальные усилители постоянного тока
- •15.3. Усилитель постоянного тока типа модулятор-демодулятор
- •15.4. Усилители с автоматической коррекцией нуля.
- •Контрольные вопросы
- •16. Операционные усилители и их применение
- •Свойства идеального оу:
- •16.1. Основные схемы включения операционных усилителей. Инвертирующее включение оу.
- •Неинвертирующие включение оу.
- •Дифференциальное включение оу.
- •Сумматоры на оу.
- •Дифференциаторы на оу.
- •И нтеграторы на оу.
- •Особенности построения усилителей переменного тока на оу.
- •Контрольные вопросы
6.2. Зависимость характеристик пт от температуры
У БТ с увеличением температуры для любой рабочей точки (точки покоя) все токи также увеличиваются. У ПТ ток затвора крайне мал, и связан с температурой по сложному закону. Например, при увеличении температуры на каждые 10оС ток затвора увеличивается почти в 2,5 раза. Температурная нестабильность тока стока ПТ при росте температуры обусловлена следующими факторами:
увеличением тока стока за счет теплового смещения проходных характеристик (как и в БТ) при малых значениях тока покоя стока ;
уменьшением тока стока за счет уменьшения удельного сопротивления канала исток-сток в широком диапазоне изменения тока покоя стока .
Таким образом, у ПТ существует термостабильная р.т. У ПТ на сквозной характеристике существует область, где при увеличении температуры ток увеличивается, и область где при увеличении температуры ток уменьшается (рис.6.4). Следовательно, существует область компенсации. При выборе рабочей точки необходимо максимально приближаться к термостабильной рабочей точке.
Рис.6.4. Сквозные характеристики ПТ при изменении температуры
6.3. Составные транзисторы
Составными называются транзисторы, которые представляют собой одно или более соединений простых транзисторов.
Схема в виде соединения двух транзисторов, собранных по схеме с ОЭ (рис. 6.5).
Рис.6.5. Схема составного транзистора
Эмиттерный ток первого транзистора не должен превышать базовый ток второго транзистора – .
В результате такого соединения транзисторов получаем входное сопротивление в виде (6.6) и крутизну составного транзистора в виде (6.7).
, |
(6.6) |
, |
(6.7) |
где .
Схема рис. 6.5 позволяет увеличить коэффициент усиления каскада и его входное сопротивление.
Каскодная схема – это соединение двух транзисторов, собранных по схеме с ОЭ и ОБ (рис. 6.6).
Рис.6.6. Каскодная схема
Входное сопротивление, крутизна такого составного транзистора такие же как у VT1 – и .
За счёт использования включения VT2 по схеме ОБ в области ВЧ повышается устойчивость коэффициента усиления (у любого транзистора крутизна уменьшается с увеличением частоты).
Комбинация ПТ и БТ – это соединение БТ, включенного по схеме ОЭ, и ПТ, включённого по схеме ОИ (рис. 6.7).
Рис.6.7. Комбинация ПТ и БТ
Такие схемы применяют для термостабилизации р.т. каскада, собранного по схеме ОЭ. Термостабилизация осуществляется за счёт компенсации температурного ухода р.т. БТ противоположным по знаку уходом р.т. ПТ, так как сквозная характеристика ПТ имеет область, где с увеличением температуры ток уменьшается. Например, в схеме ОЭ-ОИ компенсация р.т. будет достигаться только при условии стабильности характеристик обоих транзисторов.
Контрольные вопросы
В чем заключаются особенности полевого транзистора (ПТ), по сравнению с биполярным (БТ)? (выбрать все верные варианты).
ПТ может работать без специальных цепей, задающих р.т.
ПТ имеет большое входное сопротивление по сравнению с БП.
ПТ имеет малое входное сопротивление по сравнению с БП.
Токи ПТ не зависят от температуры, поскольку ПТ управляется напряжением.
ПТ имеет термостабильную рабочую точку.
Как изменится ток на базе биполярного транзистора при увеличении температуры?
Увеличится.
Уменьшится.
Не изменится.
Какие факторы оказывают влияние на температурное изменение тока стока?
Тепловое смещение проходных характеристик (как и в БТ).
Изменение удельного сопротивления канала исток-сток.
Тепловое смещение проходных характеристик (как и в БТ) в широком диапазоне изменения тока покоя стока и изменение удельного сопротивления канала исток-сток при малых значениях тока покоя стока.
Тепловое смещение проходных характеристик (как и в БТ) при малых значениях тока покоя стока и изменение удельного сопротивления канала исток-сток в широком диапазоне изменения тока покоя стока.
Тепловое смещение проходных характеристик (как и в БТ) и изменение удельного сопротивления канала исток-сток.
Какие преимущества дает использование составного транзистора в виде соединения двух транзисторов, собранных по схеме с ОЭ?
Увеличение крутизны.
Увеличение входного сопротивления.
Увеличение крутизны, увеличение входного сопротивления.
Увеличение крутизны, уменьшение входного сопротивления.