15. Выпрямительные электронные устройства

Одним из главных применений полупроводни­ковых диодов является выпрямление переменного тока. Выпрямитель служит для преобразования переменного напряжения в постоянное. Выпрямлен­ное напряжение еще содержит переменные состав­ляющие, которые называются пульсациями. От пульсаций избавляются с помощью сглаживающих фильтров.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Для обеспечения неизменной величины выход­ного напряжения используется стабилизатор напря­жения. Стабилизатор напряжения удерживает вы­ходное напряжение на постоянном уровне.

Основными параметрами, характеризующими выпрямители, являются: номинальное среднее вы­прямленное напряжение U_o, номинальный средний выпрямленный ток I_o и коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения k_п.

Коэффициентом пульсаций k_п называется отно­шение амплитуды первой гармоники выпрямленного напряжения к среднему значению выпрямленного напряжения.

Основными параметрами, характеризующими ди­оды в выпрямителях, являются: среднее значение прямого тока, максимальное значение обратного на­пряжения и рассеиваемая мощность.

Наиболее распространены три основные схемы выпрямителей: однополупериодная, двухполупери­одная и мостовая. Схема однополупериодного выпрямителя изобра­жена на рис. где Т- трансформатор, VD - по­лупроводниковый диод, а R- нагрузка.

Среднее за период значение тока, выпрямленного однополупериодным выпрямителем

, (23.2)

где I_m – амплитуда тока, среднее постоянное напряжение на нагрузке

Без нагрузки (Io=0) напряжения на зажимах выпрямителя будет равно среднему за период значению положительной волны синусоиды:

, (23.4)

где U – действующее значение переменного напряжения. При увеличении тока нагрузки напряжение на ней уменьшается на величину падения напряжения на диоде (Io R ).

16. Усилительные устройства

Усилитель, смещение которого таково, что ток через него течет во время всего периода сигнала, называется усилителем, работающим в классе А. (рис. 12.25).

Усилитель, смещение которого таково, что выходной ток через него течет меньше, чем полный период, но больше половины периода, называется усилителем, работающим в классе АВ.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис.12.26

Рис.12.25

В режиме класса АВ усилитель усиливает больше чем половину периода, но меньше, чем полный период входного сигнала переменного тока (рис. 12.26)

Усилитель, смещение которого таково, что выходной ток через него течет только половину периода входного сигнала, - это усилитель, работающий в классе В. В режиме класса В усиливается только половина входного сигнала переменного тока (рис. 12.27)

Рис.12.28

Рис.12.27

Усилитель, смещение которого таково, что выходной ток через него течет меньше, чем половину периода входного сигнала переменного тока – это усилитель, работающий в классе С. В режиме класса С усиливается меньше чем половина периода входного сигнала переменного тока (рис. 12.28.Усилители класса А являются наиболее линейными из всех упомянутых. Они создают наименьшие искажения, но имеют самую низкую выходную мощность и наименее эффективны. Они находят широкое применение в тех случаях, когда требуется точное сохранение входного сигнала, как, например, при усилении сигналов звуковой частоты в радиоприемниках и телевизорах. Для получения большой выходной мощности обычно используют усилители, работающие в режиме класса АВ или класса В.

Усилители классов АВ, В и С создают значительное количество искажений. Это обусловлено тем, что они усиливают только часть входного сигнала. Для усиления полного входного сигнала переменного тока необходимы два транзистора, соединенные в двухтактную схему.

Усилители класса В используются в качестве выходных каскадов в стереосистемах и мощных концертных усилителях, а также в промышленности. Усилители класса С используются в качестве усилителей высокой мощности в передатчиках, где усиливается только одна частота, например в радио и телевизионных передатчиках.