- •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
4.1. Схемы включения транзистора
Существует три схемы включения транзистора.
Включение транзистора с общей базой (ОБ) (рис. 4.2). При таком включении транзистор обеспечивает усиление по напряжению.
Рис.4.2. Включение транзистора с общей базой (ОБ)
Коэффициент передачи по току при такой схеме включения равен:
, |
(4.3) |
так как из (4.1) следует, что ( ).
Коэффициент передачи по напряжению при такой схеме включения равен:
, |
(4.4) |
так как из (4.2) следует, что ( ).
Включение транзистора с общим коллектором (ОК) (рис. 4.3). При таком включении транзистор обеспечивает усиление по току.
Рис.4.3. Включение транзистора с общим коллектором (ОК)
Коэффициент передачи по току при такой схеме включения равен:
, |
(4.5) |
так как из (4.1) следует, что ( ).
Коэффициент передачи по напряжению при такой схеме включения равен:
, |
(4.6) |
так как из (4.2) следует, что ( ).
Включение транзистора с общим эмиттером (ОЭ) (рис. 4.4). При таком включении транзистор обеспечивает усиление по мощности.
Рис.4.4. Включение транзистора с общим эмиттером (ОЭ)
Коэффициент передачи по току при такой схеме включения равен:
, |
(4.7) |
так как из (4.1) следует, что ( ).
Коэффициент передачи по напряжению при такой схеме включения равен:
, |
(4.8) |
так как из (4.2) следует, что ( ).
4.2. Статические характеристики транзистора
Работу транзистора в усилительном каскаде можно представить как процесс управления протеканием выходного тока с помощью изменения входного сигнала ( или ). Этот процесс можно проанализировать по статическим характеристикам транзистора. На рис. 4.5 приведены семейства входных и выходных характеристик для биполярного транзистора, включенного по схеме общий эмиттер: входные характеристики – это зависимость входного тока ( ) от входного напряжения ( ) при изменении потенциала на выходе ( ), выходные характеристики – это зависимость выходного тока ( ) от выходного напряжения ( ) при изменении входного тока ( ).
Рис.4.5. Статические характеристики биполярного транзистора
4.3. Определение нч y-параметров по статическим характеристикам
Низкочастотные Y-параметры могут быть определены по входным и выходным характеристикам транзистора. Y-параметры определяют в рабочей точке транзистора при отсутствии сигнального воздействия на входе, т.е. в режиме покоя (токи и напряжения в рабочей точке отмечают дополнительным индексом «0»).
Рис.4.6. Использование статических характеристик биполярного транзистора для определения Y-параметров: и
Входная проводимость определяется по входной характеристике (рис. 4.6).
. |
(4.9) |
Чем меньше берется приращение при построении и расчете, тем точнее получается значение . Для повышения точности расчета берут среднеарифметическое приращение вверх и вниз.
Выходная проводимость определяется по выходной характеристике (рис. 4.6).
, |
(4.10) |
где изменение берут в пределах всего линейного участка.
Рис.4.7. Использование статических характеристик биполярного транзистора для определения Y-параметров: и
Проводимость обратной связи определяется по входной характеристике при изменении параметра (рис. 4.7).
. |
(4.11) |
Крутизна определяется по входной и выходной характеристикам (рис. 4.7).
, |
(4.12) |
где – определяется по выходной характеристике при . Изменению параметра от значения до соответствует изменение напряжения база-эмиттер при .