7. Фазорасщепительный каскад

Рисунок 14 – Схема усилителя напряжения с за счет

Если увеличить сопротивление в цепи эмиттера и сделать его равным значению сопротивления в цепи коллектора (рисунок 14), то можно получить на двух выводах усилительного каскада (out_A и out_B), а именно с коллектора и эмиттера, равные, но противоположные по фазе выходные напряжения (рисунок 14), они показаны в диапазоне от 0 до 10 В.

Рисунок 15 –Напряжение с выходов

Уровни постоянного напряжения на выходах out_A и out_B, полученные в результате моделирования, соответствуют средним значениям напряжений на этих выходах.

8. Переход к схеме с общим коллектором (эмиттерному повторителю)

При уменьшении сопротивления резистора R1 (рисунок 16) происходит перемещение выходного синусоидального напряжения вверх к шине источника питания и уменьшение его амплитуды. Выходное напряжение на эмиттерном резисторе остается неизменным , т. е. изменения резистора R1 не влияют на его значение.

Рисунок 16 – Результаты моделирования схемы фазорасщепителя в Transient Analysis при различных значениях

Данную схему можно считать генератором тока, т.к. ток коллектора почти не зависит от напряжения КЭ.

9. Каскад с ок – эмиттерный повторитель. Эмиттерный повторитель как генератор тока.

Рисунок 17 – Результаты моделирования схемы с ОК, как генератора тока в режиме по постоянному току

Рисунок 18 – Зависимость от напряжения

10. Каскад усиления с общей базой (об)

При подаче входного напряжения на эмиттер транзистора может быть получен каскад усиления с ОБ.

Рисунок 19 – Схема усилителя с общей базой

Выходное напряжение каскада дает коллекторный ток, проходящий через резистор . Положительная полуволна: вызывает уменьшение коллекторного тока из-за закрытия транзистора, что , отрицательная полуволна, наоборот.

Рисунок 20 – Результаты моделирования схемы с ОБ при различных значениях входного напряжения

Коэффициент усиления по напряжению для схемы равен 100. При увеличении значения входного напряжения свыше 25мВ происходит резкий рост нелинейных искажений.

Выводы

В ходе данной лабораторной работы были изучены возможности динамического анализа по постоянному току на примере расчёта параметров и моделирования работы усилительных каскадов на биполярных транзисторах по схемам с общим эмиттером (ОЭ), коллектором (ОК) и общей базой (ОБ). Были рассмотрены различные конфигурации схем, произведены расчёты их компонентов, рассмотрены их достоинства и недостатки.

Доказано, что схеме с ОЭ обеспечивает максимальное усиление (по напряжению, по току, т. е. по мощности), а также инвертирует сигнал.

Схема с ОК усиление идет только по току, однако за счёт сильной ООС схемы её можно использовать для согласования каскадов по сопротивлению. Так же схема не инвертирует сигнал.

Схема с ОБ дает наименьшее усиление, однако в ней не происходит инвертирование фазы сигнала, а уровень шумов на высоких частотах самый низкий.