будем задавать дискретные значения Uкэ: Uкэ1, Uкэ2, Uкэ3 и т.д. и для каждого этого значения напряжения вычислим предельно допустимое значение коллекторного тока Iк доп:
I К ДОП 1 = |
РК ДОП |
; |
I K ДОП 2 = |
PK ДОП |
и т.д. |
(93) |
|
U КЭ 2 |
|||||
|
U КЭ1 |
|
|
|
||
Отложим эти значения напряжений и токов в осях координат (рис.71) и построим по полученным точкам кривую, называемую гиперболой допустимых мощностей.
Эта кривая делит всю площадь первого квадранта на рабочую и нера-
IK
IKm
EK UКЭ
Рис. 71 Рис.72
бочую области. Если теперь совместить эту кривую с выходными характеристиками транзистора (рис.72), то очевидно, что линия нагрузки не должна выходить за пределы рабочей области, чтобы не вывести транзистор из строя.
Расчёт рабочего режима транзистора.
UВХ |
t |
EСМ |
t |
Рис.73 |
72 |
Как уже было отмечено выше, в подавляющем большинстве случаев транзистор усиливает сигналы переменного тока, т. е. на вход транзистора подается чаще всего знакопеременный сигнал. Но поскольку эмиттерный р-n переход, обладает вентильными свойствами, то через него пройдет только положительная полуволна входного сигнала, а отрицательная полуволна будет им срезана и, следовательно, усиливаться не будет. Для того, чтобы
этого не было, чтобы усилить весь сигнал, во входную цепь транзистора вводят так называемое смещение.
Смысл смещения ясен из рис.(73). Знакопеременный входной сигнал Uвх накладывается на постоянное напряжение смещения Есм таким образом, что результирующее напряжение UБЭ остается однополярным и, следовательно, может быть усилено транзистором. Поэтому принципиальная схема усилительного каскада в этом случае выглядит так, как представлено на рис.(74). Источник напряжения смещения создает во входной цепи транзистора постоянный по величине ток смещения Iсм. Для того чтобы исключить влияние источника Есм на источник входного сигнала в цепь вводится разделительный конденсатор С1 , который пропускает переменный входной сигнал, но создает развязку по постоянной составляющей. Для такой же цели служит выходной разделительный конденсатор С2, который пропускает переменную составляющую выходного напряжения и не пропускает его постоянную состав-
-ЕК |
|
|
-ЕК |
RK |
Iд |
R1 |
RK |
С2 |
|
С2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
С1 |
|
С1 |
|
|
|
|
|
UВЫХ. |
|
|
UВЫХ. |
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
UВХ. ЕСМ. IСМ. |
UВХ. |
IСМ |
|
Рис.74 |
|
Рис.75 |
|
ляющую. Смещение может вводится как при помощи отдельного источника Есм (рис 74), так и с использованием для этой цели источника коллекторного питания Ек. Это можно сделать при помощи делителя напряжения R1 и R2 (рис 75). Ток Iд, протекающий по делителю напряжения R1-R2 под действием источника питания Ек, создает на резисторе R2 падение напряжения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
I R 2 = Iд R2 , |
(93) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-Е |
|||
|
|
|
|
|
Rб |
|
|
|
|
|
RK |
которое должно быть равно требуемой |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С2 |
величине напряжения смещения Есм. При |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
С1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расчете делителя ток Iд выбирают в не- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сколько раз больше тока смещения: |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iд = (3 ÷5)Iсм |
(94) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
UВХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Избыточное напряжение источника |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
питания падает на резисторе R1: |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iд R1 = Ек −U R 2 . |
(95) |
|
|
|
|
|
|
Рис.76 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Другой способ введения смещения за- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
73 |