17. Статические характеристики транзистора.

Транзистор в электрических схемах используется в качестве четырехполюсника, характеризующегося четырьмя величинами: входным и выходным напряжениями и входным и выходным токами ( u_ВХ, u_ВЫХ, i_ВХ, i_ВЫХ). Функциональные зависимости между этими величинами называются статическими характеристиками транзистора, Чтобы установить функциональные связи между указанными величинами, необходимо две из них взять в качестве независимых переменных, а две оставшиеся выразить в виде функций этих независимых переменных. Как правило, применительно к биполярному транзистору в качестве независимых переменных выбирают входной ток и выходное напряжение. В этом случае входное напряжение и выходной ток выражаются следующим образом:

На практике удобнее использовать функции одной переменой. Для перехода к таким функциям необходимо вторую переменную, называемую в этом случае параметром характеристики, поддерживать постоянной. В результате получаются четыре типа характеристик транзистора:

входная характеристика:

характеристика обратной передачи ( связи) по напряжению:

характеристика (прямой) передачи тока, называемая также управляющей или передаточной характеристикой:

выходная характеристика:

18. Графоаналитический расчет усилителя на транзисторе.

Расчет и анализ такой цепи можно производить и графически и аналитически.

На фоне семейства выходных характеристик строят нагрузочную линию по постоянному току. Эта прямая, представляющая собой ВАХ

резистора R_к. Строится она по 2-м точкам: 1-я-если принять что I_к=0, то U_кэ=U_ип- I_кR_к; U_кэ= U_ип. 2-я строится в предположении, что

транзистор полностью открыт, тогда напряжение U_кэ, а к=(U_ип/R_к). Точку покоя П и границы изменения входного напряжения а и b сносят

на передаточную характеристику, а затем на линию нагрузки. Получаем П ’’a’’b’’.т .о. можно графически зная амплитуду входного сигнала

определить амплитуду выходного. При определении переменной составляющей выходного напряжения каскада и коллекторного тока

используют линию нагрузки по переменному току. Она строится при условии, что сопротивление источника питания принимается =0,

сопротивление каскада определяется по схеме замещения. Наклон линии по переменному току больше чем наклон по постоянному. При

R_н=∞ эти линии совпадают. В любом случае линия нагрузки должна проходить левее и ниже допустимых значений параметров

транзистора. т.е. лежать в зоне ОБР, если режим по постоянному току выбран неправильно или амплитуда выходного сигнала больше

расчетного значения, то появляются искажение формы выходного сигнала, вызванная нелинейностью ВАХ. Такие искажения называют

нелинейными. Величину этих искажений оценивают коэффииентом нелинейных искажений,

к=√[(P₂+P₃+…+P_n)/P₁]=√[(U²₂+U²₃+…+U²_n)/U²₁], P₁, U₁ – мощность и напряжение для основной гармоники. P_n, U_n – для высших гармоник.

Для получении U_max на выходе усилителя (max коэфф усиления по напряжению) необходимо выполнить следующие условия: R_г˂˂ R_вх

(сопротивление генератора и входное сопротивление усилительного каскада). 2-е условие R_г˃˃ R_вх .Это соответствует режиму холодного

хода для усилителя. Для получения максимального коэфф усиления по току условие следующее R_вых˃˃ R_н ; R_г˃˃ R_вх. Это режим короткого

замыкания для устройства. Для получения max мощности используют согласованный режим R_вых= R_н ; R_г= R_вх