Практическая работа №3

Тема: Изучение усилителей на биполярных транзисторах

Цель работы: на примерах моделирования схем усилителей с ОЭ и ОК изучить работа усилителей, а также научится расчету данных усилителей

1. Теоретические сведения усилителя с общим эмитером

Серед численних варіантів підсилювальних каскадів на біполярних транзисторах (БТ) найширше застосування знаходить каскад ізЗЕ, що маємаксимальний коефіцієнт передачі щодо потужності, варіант схеми якого наведено на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1–Схема із загальним емітером

Якщо вхідного сигналу немає, то каскад працює в режимі спокою. За допомогою резистора задається струм спокою бази:

Error: Reference source not found

Струм спокою колектора

Напруга колектор-емітер спокою

У режимі спокою напруга складає десятки і сотні мВ (зазвичай 0,5÷0,8 В). При подачі на вхід додатноїпівхвилі синусоїдального сигналузростатиме струм бази, а отже, і струм колектора. У результаті напруга на зросте, а напруга на колекторі зменшиться, тобто станеться формування від’ємноїпівхвилі вихідної напруги. Таким чином, каскад ізЗЕ здійснює інверсію фази вхідного сигналу на 180⁰.

Графічно проілюструвати роботу каскаду ізЗЕ можна, використовуючи вхідні й вихідні статичні характеристики БТ, шляхом побудови його динамічних характеристик (ДХ). Унаслідокслабкої залежності вхідної провідності транзистора г від величини навантаження, вхідні статичні і динамічні характеристикипрактично збігаються. Вихідні ДХ – це прямі лінії, які в координатах відповідають рівнянням, що виражають залежності між постійними і змінними значеннями струмів і напруги на навантаженнях каскаду щодо постійного і змінного струму.

Процес побудови вихідних динамічних характеристик(прямих навантажень щодо постійного - , змінного - струму) зрозумілий з рисунка 2.2.

Рисунок 2.2– Динамічні характеристика каскаду ізЗЕ

Навантаження даного каскаду щодо постійного і змінного струму визначаються як:

Координати робочої точки Uкз, Irp, Uбез, Iбз для малосигнальних підсилювальних каскадів вибирають на лінійних ділянках вхідний і вихідний ВАХ БТ, використовуючи в слабосигнальних підсилювальних каскадах так званий режим (клас) посилення А. За відсутності в довідкових даних ВАХ БТ, координати робочої точки можуть бути визначені аналітичним шляхом (див. рисунок 2.2):

,

де - напруга нелінійної ділянки вихідних статичних ВАХ транзистора;

Якщо для слабосигнальних каскадів у результаті обчислення за наведеними вище формулами значення і виявляться відповідно менше 2 В і 1 мА, то, якщо не висуваються додаткові вимоги до економічності каскаду, рекомендується брати ті значення координат робочої точки, при яких наводяться довідкові дані та гарантуються оптимальні частотні властивості транзистора.

Повну електричну схему підсилювального каскаду із ЗЕ наведено на рис. 2.3.

Рисунок 2.3– Повна електрична схемапідсилювального каскаду із ЗЕ

На відміну від раніше розглянутого каскаду (рис. 2.2), тут застосовано емітерну схему термостабілізації( ), що забезпечує кращу стабільність режиму спокою. Конденсатор потрібний для шунтування з метою з'єднання емітера транзистора із загальним дротом на частотах сигналу (усунення зворотного зв'язку на частотах сигналу).