Шпоры к экзамену / 11

1. Уравнения состояния и линейная схема замещения биполярного транзистора по переменной составляющей. Элементы схемы и их физический смысл. Принцип построения усилительного устройства на биполярном транзисторе.

Схема замещения БТ.

  Рассмотренные ранее и другие  h –параметры транзистора позволяют записать уравнения для приращений токов и напряжений транзистора:

 ∆U _Б = h₁₁∆ I _Б + h₁₂ ∆ U _К

∆ I _К = h₂₁∆ I _Б + h₂₂ ∆ U _К

 Здесь h₁₁ =∆U _Б /∆I _Б при ∆ U _К =0 (U_К =const)–входное сопротивление биполярного транзистора (Ом);

         h₁₂ =∆U _Б /∆U _К при ∆ I _Б =0 (I _Б =const)–коэффициент внутренней обратной связи по напряжению (близок к нулю);

         h₂₁ =∆I _К /∆ I _Б при ∆U_К =0 (U_К =const)– коэффициент усиления по току;

         h₂₂ =∆I _К /∆U _К при ∆ I _Б =0 (I _Б =const)–– выходная проводимость БТ (См).

         Система уравнений с h –параметрами транзистора позволяет составить схему замещения транзистора для приращений токов и напряжений (рис.4.12а).

 

 Рис.4.12а. Схема замещения транзистора для приращений токов и напряжений

В этой схеме замещения цепь базы на основе первого уравнения представлена последовательным соединением резистивного элемента  сопротивлением h₁₁ и зависимого источника напряжения h₁₂ ∆ U _К. Цепь коллектора на основе второго уравнения представлена параллельным соединением зависимого источника тока h₂₁∆ I _Б и резистивного элемента сопротивлением 1/h₂₂.

  Усилитель напряжения на биполярном транзисторе. Биполярный транзистор используется в  усилителе напряжения, схема которого приведена на рис.5.1 :

Назначение элементов схемы рис.5.1:

 VT – биполярный транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером;

 e _вх , R _вт – э.д.с. и внутреннее сопротивление источника усиливаемого сигнала – создает входное напряжение u _вх;

 С–конденсатор,  исключающий  связь (зависимость состояний) цепи источника сигнала и цепи базы транзистора по постоянному току,

R_Б – базовый резистор, сопротивление которого определяет постоянную составляющую  тока базы I _Б0, т.е. рабочую точку на вольтамперных характеристиках транзистора;

R_К – коллекторный резистор, с помощью которого создается переменное выходное напряжение (так же влияет на положение рабочей точки на выходных характеристиках I _К0  и  U _К0);

 R_Н – нагрузочный резистор (приемник) на котором создается переменное выходное напряжение;

  С_С–конденсатор, исключающий связь (зависимость состояния БТ от R_Н) коллекторной цепи транзистора и цепи нагрузки по постоянному току;

 E_К – источник питания транзистора, энергия которого частично преобразуется в энергию усиленного сигнала на нагрузочном резисторе.

          На вход усилителя подается сигнал - переменное напряжение u_ВХ, которое преобразуется в переменную составляющую тока базы. Изменение тока базы вызывают изменение тока коллектора и напряжения на коллекторе. Вследствие этого появляется переменное напряжение на нагрузочном резисторе, т.е. создается выходное напряжение усилителя. Принцип действия усилителя на рис.5.1 рассмотрим с помощью рис 5.2. на примере синусоидального входного сигнала.