Бпт как усилительный элемент.

E_б создаёт I_б0, т.е. определяет ИРТ на входных характеристиках.

ЭДС e_u – источник сигнала I_~.

Для любого источника постоянного тока внутреннее сопротивление очень мало и можно считать стремится к нулю.

I_б(t)=I_бо+I_б~.

Чтобы обеспечить независимость цепи базы и источника сигнала по постоянному току, ставится разделительный конденсатор C_Р1. Источник e_u должен управлять I_Б, т.е. если R=0, то I_Б~=0 – управления не будет. R≠0, чтобы часть I_U направить в базу. С точки зрения хорошей передачи энергии от источника W к базе, C_R1 должно быть выбрано так, чтобы X_CR1(ω_U)→0 – на нижней частоте в спектре усиления сигнала.

X_CR1(ω)<<R_вх~

Аналогичные требования и к C_R2 по постоянному току для разделения выходной цепи усилительного элемента и R_Н.

Видно, что при опускании ИРТ преобразования становятся нелинейными.

I_ко=βI_бо, I_к~=h₂₁I_б~

ΔI_к~ ΔI_б – преобразование К-Б линейно.

I_к~ при протекании через R_к~ сознаёт на нем падении напряжений, которое по сути дела является U_н.

U_кэ=E_к-I_к0R_к

Подадим ΔU_кэ.

Вывод: ΔU на коллекторе противофазно ΔU на базе.

– переменная составляющая.

– практически это коэффициент усиления.

При вычислении k необходимо брать значения напряжений при среднем значении частоты – ω₀.

ω₀ или f₀ – это такая частота, при которой частотно-зависимый сдвиг фаз равен нулю, т.е. сопротивление цепи можно рассматривать только как активное).

→ C_R2 и C₀ можно принебречь.

Обычно можно пренебречь.

Динамические выходные характеристики БПТ по переменному току

Динамические характеристики переменного тока строятся по выходным характеристикам, поскольку I_~ и U_~ - это изменения относительно I₀ и U₀.

Построим нагрузочную прямую по постоянному току.

, т.е. сумма сопротивлений, включенных последовательно с электродами КЭ и источником питания.

ИРТ выбираем выше, чем середина линейного участка, т.к. .

Строим нагрузочную прямую по переменному току.

Следовательно, нагрузочная прямая по переменному току обязательно пройдет через исходную рабочую точку. Для построения прямой задают , откладывают относительно . Вычисляют и откладывают относительно .

Т.к.

Следовательно, эта нагрузочная прямая проходит через ИРТ и точку .

На интервале, ограниченном снизу I_Б=0, а сверху точкой пересечения с восходящим участком статической ВАХ, эта нагрузочная прямая является динамической ВАХ по переменному току.

Её линейный участок несколько меньше. При возрастании температуры увеличивается I_Б0 и ИРТ по постоянному току поднимается. В новой ИРТ увеличивается и переменный ток. ΔI становится меньше. Возможны искажения.

В каждый момент времени t положение рабочей точки находится на пересечении нагрузочной прямой по переменному току со статической ВАХ соответствующего I_Б.

Построим форму изменения I_К и U_КЭ при изменении I_Б, вызванном U_БЭ. Продолжим ВАХ БПТ с I_Б=I_Б0 и будет использовать как ось времени. Перпендикулярную ей ось можно использовать как ось I_Б. В силу параллельности статической ВАХ, продолжение проторируют в значениях I_Б. Изобразим изменение I_Б от времени.

В момент t₀=0 I_Б=I_Б0 – рабочая точка в ИРТ.

t₀=1 I_Б= I_Б-I_Б0 – рабочая точка в ВАХ по переменному току.

Рабочая точка движется по нагрузочной прямой переменного тока и не может подняться выше I_KMAX.

Возрастание амплитуды U_БЭ в дальнейшем приведет к искажениям формы. Низкий выбор ИРТ чреват искажениями при малых I_K, высокий – при больших I_K. Говорят: искажения снизу и сверху, понимая под этим осциллограмму U_КЭ. Тип искажений зависит от типа транзистора.

Для p-n-p транзистора: при повышении I_Б0 уменьшается отрицательное значение U_КЭ, т.е. оказывается отрицательным => искажения сверху. При понижении I_Б0 увеличивается отрицательное значение U_КЭ, т.е. оказывается положительным => искажения снизу.