Режими роботи транзисторів в підсилювальному каскаді

При аналізі режимів роботи транзисторів найчастіше користуються найпоширенішим способом включення напівпровідникового тріода - схемою із загальним емітером (мал. 1).

Розрізняють наступні режими роботи транзистора: А, В, АВ, Д, С.

Режим А. На базу тріода подається напруга зсуву такого знаку і величини, що при дії вхідного сигналу струми в ланцюгах його електродів змінюються плавно і відсічення струму не відбувається, тобто форма кривої струму в ланцюзі колектора не відрізняється від форми кривої підсилюваного сигналу (мал. 2 а). У цьому режимі виконується умова посилення сигналу без нелінійних спотворень, що досягається шляхом вибору робочої точки спокою (за відсутностью вхідного сигналу) у середині квазілінійної ділянки прохідної характеристики тріода. Використовується режим А в системах автоматики при побудові низькочастотних підсилювачів змінного струму.

Мал. 1 Схема включення напівпровідникового тріода з загальним емітером.

Режим В. Напруга зміщення на базу не подається, внаслідок чого робоча точка спокою виявляється на межі квазілінійної ділянки прохідної характеристики, а саме в тій його частині, яка відповідає замкнутому стану транзистора. Тоді за відсутностью вхідного сигналу струм в ланцюзі колектора близький по величині до нуля, а при появі сигналу на вході в колекторному ланцюзі виникають імпульси струму тільки у «відмикаючому» напівперіоді, а в напівперіоді протилежного знаку струми відсутні (мал. 2 б). Для режиму В характерно застосування двотактної схеми, побудованої на двох підсилювачах, кожний з яких підсилює позитивну або негативну напівхвилю, відповідно, а в навантажені ці напівхвилі, складаючись, утворюють синусоїду.

Режим АВ. На базу транзистора подається зсув, при якому струм колектора спокою у відсутність вхідного сигналу більше, ніж в режимі В, але менше, ніж в режимі А. Тоді при малій амплітуді вхідного сигналу підсилювач працює в режимі А (крива I, рис 2, в), а при великих амплітудах підсилюваного сигналу - в режимі В (крива II, мал. 2, в). Режим роботи АВ часто застосовують при створенні двотактних кінцевих каскадів низької частоти.

Мал. 2 Форма кривої струму в ланцюзі колектора

Режим С. Цей режим відрізняється від режиму В тільки тривалістю відсічення колекторного струму, яка перевершує половину періоду. Застосовується режим С в генераторах коливань.

Режим D. Це ключовий режим, при якому транзистор використовується як перемикач. Струм в ланцюзі колектора є послідовністю імпульсів у разі подачі на вхід синусоїдального коливання. Такий режим застосовується при створенні імпульсних пристроїв систем автоматичного управління і інших дискретних елементів.

Підсилювачі змінного струму

Підсилювачі змінного струму, використовуються в системах автоматичного управління і контролю, і є підсилювачами низької частоти (ПНЧ), найважливішою особливістю яких є те, що вимога до їх смуги пропускання значно слабкіша, ніж до ПНЧ радіотехнічних систем, оскільки вони працюють на фіксованій несучій частоті. В наслідок того, що частота управляючого сигналу, який використається для модуляції коливань несучої частоти, знаходиться в діапазоні 0-50 Гц, то смуга пропускання такого підсилювача може бути достатньо вузькою (80-100 Гц). Підсилювачі низької частоти прийнято ділити на підсилювачі напруги і підсилювачі потужності.

Підсилювачі напруги звичайно є попередніми підсилювачами сигналу і використовуються як перші каскади підсилення. Виконуються вони, як правило на опорах із ємнісним зв’язком між каскадами по однотактной схемі.

Живлення ланцюгів транзисторного підсилювача здійснюють від одного загального джерела постійного струму. Режим роботи транзистора встановлюється шляхом подачі на базу відносно емітера невеликого негативного зсуву. Найпростішим способом подачі зсуву є зсув фіксованою напругою емітер - база (мал. 3, а), який дозволяє виконувати заміну транзисторів, дає задовільні результати при невеликих температурних змінах, хоча і допускає витрату додаткової потужності за рахунок втрати енергії в дільнику R1\R2. Опори дільника знайдемо по формулах:

(1)

(2)

де I_бо - струм спокою бази; I_дел = (0,5-2) cтрум дільника.

Мал. 3 Схема зсуву за допомогою фіксованої напруги емітер – база.