Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Рыбин Ю.К. -- Электроника. Опорный конспект лекций

.pdf
Скачиваний:
98
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
1.03 Mб
Скачать

Усилительные каскады

Графики АЧХ и ФЧХ в области низших частот

|K|

K

f

φ

π

π / 2

f

20lg|K|

20lgK

lgf

φ

π

π / 2

lgf

Усилительные каскады

Схема резистивного усилительного каскада для анализа с помощью программы Electronics Workbench

 

 

 

 

 

XSC1

 

XFG1

 

 

3

 

G

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

R3

R1

 

 

A

B

 

 

 

 

 

 

10.0k

4.02k

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

C3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Q2

10uF

 

 

 

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

10uF

2N2222A

 

V1

 

 

 

 

20 V

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

C2

R5

 

 

R4

R2

 

10.0k

 

 

 

10uF

 

 

 

 

 

 

1.40k

1.00k

 

 

 

 

 

 

 

Усилительные каскады

Осциллограммы работы резистивного усилительного каскада, полученные с помощью программы Electronics Workbench

Усилители мощности

Особенности усилителей мощности (УМ):

Транзисторы в УМ работают во всей области входных и выходных ВАХ. Поэтому в УМ возникают большие нелинейные искажения.

Транзисторы в УМ работают при напряжениях, токах и мощностях близких к предельно допустимым.

Транзисторы в УМ работают при значительных рассеиваемых на них мощностях, что приводит к их нагреву.

Для снижения температуры их располагают на охлаждающих радиаторах.

Как правило, транзисторы в УМ работают в двухтактном режиме, т. е. в выходных каскадах используют не один, а два или более транзисторов.

Усилители мощности

Выбор рабочей точки транзистора

Класс А. φ = 180º

Класс B φ = 90º

Iб

Iб

 

IбА

 

 

 

UбэА

 

UбэА

t

Uбэ

t

Uбэ

 

Uбэ

 

Uбэ

t

t

Усилители мощности

Выбор рабочей точки транзистора

Класс C φ ≤ 90º

Класс D

Iб

Iб

 

UбэА≤ 0

 

 

t

Uбэ

t

Uбэ

 

Uбэ

 

Uбэ

t

t

Усилители мощности

Расчѐт КПД УМ в режиме класса А

Iк(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eп = 20В,

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50 мА

Rк = 4Ом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rэ = 1Ом,

4

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40 мА

Pпотр = Eп * IkA,

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

Pн = U * I = Uм * Iм / 2 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IkA 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 мА

= Eп / 2* IkA,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iб=10мА

ηпред =Pн / Pпотр *100%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= 50%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

-5 -10 -15

- 20 Uкэ (В)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UкэА

 

 

 

Усилители мощности

+Eп1

R1

VT1

VD1

VD2

Uвх

Uвых

VT2

- Eп1

 

+Eп1

R2

-Eп2

Двухтактный УМ на комплементарных транзисторах

Усилители постоянного тока. Операционные усилители

Операционными называют (ОУ) усилители постоянного тока с большим коэффициентом усиления, способными работать с глубокой обратной связью.

Ранее ОУ использовались в аналоговых вычислительных машинах для выполнения математических операций над входными сигналами: интегрирования, дифференцирования, сложения, умножения и др.

Первые ОУ выполнялись на электровакуумных лампах: триодах и пентодах, затем, с появлением полупроводниковых приборов, на транзисторах. Сегодня ОУ выполняются в интегральном исполнении на одном кристалле полупроводника и содержат на нѐм десятки транзисторов.

Современные ОУ выполняются в дифференциальном исполнении, т. е. имеют два входа: инвертирующий и неинвертирующий.

Некоторые из ОУ обладают одновременно большим входным сопротивлением по неинвертирующему входу и малым – по инвертирующему входу.

Выпускаются ОУ с малым выходным сопротивлением или, наоборот, с большим выходным сопротивлением.

Операционные усилители

 

 

 

 

 

+Еп.1

 

 

 

 

 

11

I1

 

I2

I4

 

 

 

 

 

 

VT9

 

3

 

 

 

 

 

VT1

VT2

 

 

 

 

 

 

Cк

 

VT8

13

2

 

 

 

 

 

 

 

 

VT7

 

Uвых

 

 

VT5

I3

VT10

 

VT3

VT4

VT6

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

Еп.2

 

 

1

14

 

 

Схема принципиальная электрическая ОУ типа К157УД2