Глава 4. Режимы работы усилительных элементов
При подаче переменного напряжения сигнала на вход транзистора в этой
же цепи появляется переменная составляющая коллекторного тока
Таким образом, энергия постоянного тока источника пита-
ния преобразуется в энергию переменного тока, который меняет-
ся по закону поданного на вход переменного напряжения.
Итак, чтобы обеспечить минимум искажений, т.е. для со-
впадения формы выходного тока с формой поданного на вход сиг-
нала, точку покоя выбирают на линейном участке характеристик
управления.
В режиме покоя вся энергия источников питания тратится
бесполезно и идет на разогрев PN-переходов. Только переменная
составляющая тока, которая появляется при подаче на вход УЭ
усиливаемого сигнала, является полезной, так как она создает на
нагрузке усиленное напряжение и мощность. Естественно, что чем
больше потери мощности за счет постоянной составляющей тока,
тем ниже КПД схемы. Однако, выбрав точку покоя на характери-
стике ниже, чем показано на рис. 4.2, и подав на вход сигнал с
такой же амплитудой, мы выйдем за пределы прямолинейного
участка АВ, что приведет к искажению формы тока по сравне-
нию с формой поданного сигнала. Чем ниже расположена точка
покоя, т.е. чем меньше постоянная составляющая тока I 0 , тем
выше КПД усилителя.
1. Усилитель электрических сигналов – это устройство, по-
зволяющее получить в нагрузке мощность, которая больше мощ-
ности поданного на вход сигнала.
2. В процессе усиления электрических сигналов энергия ис-
точника питания P0 преобразуется в энергию переменного тока
полезного сигнала на выходе Pвых , который меняется по закону
поданного на вход электрического сигнала.
3. Получение высокого КПД и совпадение формы усиленно-
го сигнала на выходе с формой поданного сигнала на входе зави-
сит от выбора точки покоя.
i K = I Km sin ωt .
– 45 –
Л.В.
Кропочева. «Усилительные устройства»
Включение
сопротивления нагрузки в цепь УЭ
существенно§6. Уравнение нагрузочного режима
влияет на его токи и напряжения. Рассмотрим схему на биполяр-
ном транзисторе с ОЭ (см. рис. 1.2). В цепь источника питания с
ЭДС E K последовательно включены сопротивление нагрузки R K
и транзистор. На основании закона Кирхгофа:
E K = U КЭ + U H ,
(4.7)
где
U КЭ и U H – соответственно напряжения на транзисто-ре и нагрузке в действующих значениях. Так как ЭДС источника
питания E K является постоянной, то с изменением тока I K , про-
текающего по сопротивлению R K , падение напряжения на нем
зависимость в соответствии с уравнением (4.7) можно выразить
следующим образом:
(4.8)
В общем виде для всех видов УЭ уравнение (4.8) можно за-
писать:
(4.9)
Таким образом, при работе УЭ с нагрузкой в выходной цепи
напряжение U УЭ является функцией выходного тока, который в
свою очередь меняется при изменении входного напряжения. На-
пример, увеличение прямого напряжения на входе биполярного
транзистора приведет к возрастанию коллекторного тока I K , что
вызовет увеличение падения напряжения на нагрузке, а напряже-
ние U КЭ соответственно уменьшится. Следовательно, при нали-
чии нагрузки выходной ток I K , являясь функцией выходного на-
пряжения, в свою очередь, приводит к изменению этого напряже-
ния.
U H изменится, а значит, напряжение U КЭ также изменится. Эту
U КЭ = E K − I K R K .
U УЭ = E − I ВЫХ Z H .
– 46 –
