15. Резисторные каскады на полевых транзисторах по схеме с общим стоком. Усилители с общим стоком

  Схема усилителя на ПТ с общим стоком аналогична схеме усилителя с общим коллектором. На рис.18,а приведена схема усилители с общим стоком на ПТ с управляющим р-n-переходом и каналом р-типа. 

Резистор Rи включен в цепь истока, а сток прямо подключен к отрицательному полюсу источника питания. Поэтому ток стока, зависящий от входного напряжения, создает падение напряжения только на резисторе Rи. Работа каскада поясняется графиками, приведенными на рис.18,б для случая, когда входное напряжение имеет синусоидальную форму. В исходном состоянии через транзистор протекает ток стока I_С0, который на резисторе Rи создает напряжение U_И0 (U_ВЫХ0). В течение положительного полупериода входного напряжения обратное смещение между затвором и истоком увеличивается, что приводит к уменьшению тока стока и абсолютной величины напряжения на резисторе Rи. В отрицательный полупериод входного напряжения, наоборот, напряжение смещения затвора уменьшается, ток стока и абсолютная величина напряжения на резисторе Rи увеличиваются. Вследствие  этого выходное напряжение, снимаемое с резистора Rи, т. е. с истока ПТ (рис.18,б), имеет такую же форму, что и входное напряжение.  В связи с этим усилители с общим стоком получили название истоковых повторителей (напряжение истока по форме и значению повторяет входное напряжение).

16. Резисторный усилитель по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель). Резисторный усилитель по схеме с общей базой (повторитель тока). Каскады с общим коллектором (ОК) обычно применяются для согласования высокоомного источника сигнала и низкоомной нагрузки. Схема усилительного каскада с общим коллектором приведена на рис. 6. В этом каскаде выходное напряжение снимается с резистора R₃, включенного в цепь эмиттера.

Рис. 6. Схема усилительного каскада с общим коллектором

 

По переменной составляющей тока и напряжения коллектор соединен с общей точкой усилителя. Входное напряжение подается между базой и коллектором. Резисторы R₁ и R₂ задают напряжение покоя базы, которое определяет положение точки покоя на линии нагрузки. Конденсатор С1 разделяет каскад и источник сигнала по постоянному току. Конденсатор С2 разделяет каскад и нагрузку по постоянному току.

Каскад усиливает ток, а напряжение не усиливает. Коэффициент усиления тока:

.

Коэффициент усиления напряжения каскада:

или упрощенно       .

Из-за того, что выходное напряжение практически равно входному напряжению, каскад с общим коллектором часто называют эмиттерным повторителем.

Каскад имеет большое входное R_ВХ и малое выходное R_ВЫХ сопротивления из-за 100% последовательной по входу и параллельной по выходу отрицательной обратной связи. При большом сопротивлении базового делителя имеем

 

,

.

 

Входное сопротивление обычно составляет десятки и сотни кОм (без учета сопротивления базового делителя), а выходное – единицы-десятки Ом.

Билет 17 Частотные характеристики резисторного усилителя в области нижних частот 2.2 в к №2 или 35

Чем ниже частота сигнала w , тем больше емкостное сопротивление Ср (1/wCр ), и тем меньшая часть напряжения попадает на выход, в результате чего происходит снижение усиления. Таким образом, Ср определяет поведение АЧХ усилителя в области НЧ и практически не оказывает влияния на АЧХ усилителя в области средних и высоких частот. Чем больше Ср, тем менбше искажения АЧХ в области НЧ, а при усилении импульсных сигналов - тем меньше искажения импульса в области больших времен (спад плоской части вершины импульса

Общий вид АЧХ усилителя

22.Составные транзисторы. Пара Дарлингтона. Каскодная схема. Составно́й транзи́стор — электрическое соединение двух (или более) биполярных транзисторов, полевых транзисторов или IGBT-транзисторов, с целью улучшения их электрических характеристик. К этим схемам относят так называемую пару Дарлингтона, пару Шиклаи, каскодную схему включения транзисторов, схему так называемого токового зеркала. Схема является каскадным соединением двух (реже трех или более) биполярных^[1] транзисторов, включённых таким образом, что нагрузкой в эмиттерной цепи предыдущего каскада является переход база-эмиттер транзистора последующего каскада (то есть эмиттер предыдущего транзистора соединяется с базой последующего), при этом транзисторы соединяются коллекторами. Коэффициент усиления по току пары Дарлингтона очень высок и приблизительно равен произведению коэффициентов усиления по току транзисторов составляющих такую пару. Каскодная схема. Составной транзистор, выполненный по так называемой каскодной схеме, характеризуется тем, что транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером, а транзистор VT2 — по схеме с общей базой. Такой составной транзистор эквивалентен одиночному транзистору, включенному по схеме с общим эмиттером, но при этом он имеет гораздо лучшие частотные свойства, высокое выходное сопротивление и больший линейный диапазон, то есть меньше искажает передаваемый сигнал. Так как потенциал коллектора входного транзистора практически не изменяется, это существенно подавляет нежелательное влияние эффекта Миллера и улучшает частотные свойства. 23. Режимы работы транзисторов в усилительных каскадах А, В, АВ

В режиме класса А начальная рабочая точка А, определяемая подаваемым на транзистор смещением, находится в середине линейного участка входной характеристики, а, следовательно, и проходной (рис. 1.6). Ток в выходной цепи протекает в течение всего периода действия входного сигнала (т.е. в течение 360º), а угол отсечки θ равен 180º. Транзистор работает в, так называемом, активном режиме на близких к линейным участках характеристик, поэтому искажения усиливаемого сигнала здесь минимальны. КПД такого усилителя низкий, поэтому такой режим применяют в маломощных каскадах предварительного усиления.

В режиме класса В начальная рабочая точка А находится в начале проходной характеристики (рис. 1.8). Начальный ток коллектора равен нулю (Iк0 = 0). Ток нагрузки протекает по коллекторной цепи транзистора только в течение одного полупериода входного сигнала (т.е. в течение 180º), а в течение второго полупериода транзистор закрыт: транзистор находиться в, так называемом, режиме отсечки и ток через транзистор не протекает. Угол отсечки θ в режиме В равен 90º. Поэтому КПД усилителя значительно выше, чем КПД в режиме класса А, что связано с тем, что начальный коллекторный ток в режиме класса В равен нулю. Существенный недостаток режима класса В – большой уровень нелинейных искажений, вызванных повышенной нелинейностью усиления транзистора, когда он находится вблизи режима отсечки.

Режиму класса АВ соответствует режим работы усилительного элемента (каскада), при котором ток в выходной цепи протекает больше половины периода напряжения входного сигнала (рис. 1.10). Этот режим используется для уменьшения нелинейных искажений усиливаемого сигнала, которые возникают из-за нелинейности начальных участков входных ВАХ транзисторов. Угол отсечки θ в этом случае составляет 120 … 130º. КПД усилительного каскада в этом случае несколько меньше, чем в режиме класса В, но больше, чем в режиме класса А.