Рыбин Ю.К. -- Электроника. Опорный конспект лекций
.pdfУсилительные каскады
Резистивный усилительный каскад.
Понятие рабочей точки.
Рабочая точка это совокупность постоянных токов в выводах транзистора (IбА, IкА и IэА) и постоянных напряжений между выводами (UбэА, UкбА и UкэА), обеспечивающих
при усилении сигнала наибольший коэффициент усиления, наименьшие линейные и нелинейные искажения, широкий диапазон рабочих частот или наибольший коэффициент полезного действия.
Рабочая точка в усилительном режиме выбирается, как правило, в центре выходных ВАХ транзистора.
Усилительные каскады
Резистивный усилительный каскад
Ik(мA) |
50 мкА |
5 |
|
4 |
40 мкА |
3 |
30 мкА |
2 |
20 мкА |
1 |
Iб=10мкА |
0 |
-5 -10 -15 - 20 |
Uкэ (В) |
Область выходных характеристик транзистора, в пределах которой можно выбирать рабочую точку.
Усилительные каскады
Резистивный усилительный каскад.
Расчѐт параметров рабочей точки.
R1 |
|
|
Rк |
|
|
|||||
URк + Uкэ + URэ = Eп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iк*Rк + Uкэ + Iэ*Rэ = Eп |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ИП |
|
|
||
Iк*(Rк + Rэ) + Uкэ = Eп |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Eп
R2 Rэ
Схема резистивного усилительного каскада по постоянному току.
Усилительные каскады
Резистивный усилительный каскад.
Выбор рабочей точки.
Ik(мA) |
50 мкА |
Eп = 20В, |
5 |
|
Rк = 4кОм, |
|
|
Rэ = 1кОм, |
4 |
40 мкА |
|
3 |
30 мкА |
|
А |
25 мкА |
|
2 |
20 мкА |
|
1 |
Iб=10мкА |
|
0 |
-5 -10 -15 - 20 |
Uкэ (В) |
Нагрузочная прямая по постоянному току на семействе выходных характеристик
Усилительные каскады
Резистивный усилительный каскад
R1 |
Rк |
ИП |
ИП |
Eп |
Eп |
R2 |
Rэ |
Расчѐт параметров рабочей точки.
Схема резистивного усилительного каскада по постоянному току
Усилительные каскады
Резистивный усилительный каскад
Eпэ = Eп* R2 /(R1 + R2); R12 = R1* R2 /(R1 + R2)
UR12 + Uбэ + URэ = Eпэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Iб*R12 + Uбэ + Iэ*Rэ = Eпэ |
|
Rк |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Iб*(R12 + Rэ*(1+В)) + Uбэ = Eпэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
ИП |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИПэ |
|
R12 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eпэ |
|
|
Rэ |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчѐт параметров рабочей точки.
Схема резистивного усилительного каскада по постоянному току
Усилительные каскады
Резистивный усилительный каскад
Работа усилительного каскада при усилении переменного напряжения (смотри анимацию).
В отсутствии входного сигнала в схеме каскада протекают постоянные токи: IбА, IкА и IэА, соответствующие рабочей точке А.
Между выводами транзистора устанавливаются напряжения: UбэА, UкбА и UкэА, также соответствующие рабочей точке А.
Напряжение на нагрузке равно нулю.
При подаче на вход усилителя переменного напряжения в цепи базы транзистора начинает протекать переменный ток. Этот ток уменьшает или увеличивает общий ток базы. Изменение тока базы вызывает в β раз большие изменения тока в цепи коллектора.
Часть тока коллектора ответвляется в нагрузку и создаѐт в ней полезное переменное напряжение, которое и является выходным напряжением.
Усилительные каскады
Резистивный усилительный каскад (ОК)
|
R1 |
|
|
|
Rс |
Cр1 |
VT |
|
|
ИС |
|
|
|
|
|
|
Cр2 |
Н |
ИП |
Ec |
|
|
|
Eп |
|
R2 |
Rэ |
Rн |
|
Схема принципиальная электрическая эмиттерного повторителя
Усилительные каскады
Резистивный усилительный каскад (ОБ)
|
R1 |
Rк |
|
|
|
|
|
Cр2 |
|
|
|
|
|
ИП |
ИС |
|
|
|
|
Rс |
Cр1 |
|
|
|
|
|
|
|
Н |
Ec |
|
|
|
Eп |
|
Cб |
R2 |
Rэ |
Rн |
Схема принципиальная электрическая резистивного усилительного каскада.
Число однокаскадных схем на транзисторах восьми разных типов равно 24.
Усилительные каскады
Трансформаторный усилительный каскад (ОЭ)
|
|
Н |
R1 |
Тр |
Rн |
Rс Cр1 |
VT |
|
ИС |
|
Eп |
|
|
ИП |
Ec |
|
|
R2 |
Rэ |
Cэ |
Схема принципиальная электрическая трансформаторного каскада