§3.2 Апериодический (резисторный) усилитель напряжения

Усилитель, в котором в выходной цепи электронного прибора включен резистор R, называется апериодическим или резисторным. Резисторные усилители широко применяют для усиления напряжения звуковой частоты и реже — для усиления высокочастот­ных колебаний. Число каскадов усиления зависит от требуемого коэффициента усиления. Усилительные каскады могут содержать электронные приборы одного типа или быть комбинированными, например первый каскад на полевом транзисторе, второй — на биполярном. Используя такую комбинацию, можно получить высокое входное сопротивление усилителя и большой коэффициент усиления. усиления.

Рис3.2.1 Рис.3.2.2

На рисунках 3.2.1, 3.2.2 приве­дены основные схемы одного кас­када усиления на транзисторах.. Резистор R_н представляет собой сопро­тивление нагрузки каскада.. Электронные приборы в усили­телях включены соответственно по схеме с общим эмиттером, общим истоком и общим катодом.

Основным требованием к уси­лителю является обеспечение не­искаженного усиления сигнала в заданной полосе частот. Линей­ность усиления обеспечивается правильным выбором режима ра­боты электронного прибора (линейный рабочий участок ВС на вольтамперной характеристи­ке, рис. 3.2.3 6, а, б). Середина этого участка (рабочая точка А) име­ет координаты: I_ко, U_ко,— в случае биполярного транзисто­ра; I_co, U_со, — полевого транзистора; I_ao, U_ao, U_co — ваку­умного пентода. Эти координаты определяют режим покоя соот­ветствующего электронного при­бора, т. е. постоянные токи и напряжения на его электродах в отсутствие переменного сигнала на входе.

Для установления необходи­мого режима работы биполярно­го транзистора на его базу с помощью делителя R_l, R₂ пода­ется напряжение смещения U_6o.

Поскольку параметры транзи­стора и обратный ток коллекторного перехода зависят от температуры (тепловой сдвиг статических характеристик), то для поддержания неизменной си­лы тока покоя коллектора при

изменении температуры окружающей среды должно изменять­ся напряжение смещения Поэтому при работе транзистора в широком диапазоне температур, а также при необходимой замене транзистора на однотипный (существует большой раз-

Рис 3.2.3

брос параметров) применяются схемы стабилизации режима смещением, автоматически изменяющимся при изменении тем­пературы и замене транзисторов. Один из способов стабили­зации режима осуществляется включением резистора R3 в цепь эмиттера (см. рис. 5.3). Чтобы сопротивление R₃ не сказывалось на переменном токе, его шунтируют конденсатором такой емкости

Сэ, чтобы удовлетворялось неравенство , где — наинизшая частота усиливаемого напряжения. В соответствии с рисунком 3.2.3, напряжение постоянного смещения на базе транзистора составляет:

(3.2.1)

Т емпературная стабилизация рабочей точки осуществляется следующим образом. Пусть с изменением температуры сила тока эмиттера I_эо (а значит, и сила тока коллектора I_к0) увеличивается. Тогда возрастает напряжение на резисторе R_э и, в соответствии с (3.2.3.), уменьшается 0_бо. Это приводит к уменьшению силы тока базы I_б0 и силы тока коллектора I_ко (см. рис. 3.2.3), т. е. к стабилизации коллекторного тока. Таким образом, наличие R, по существу обеспечивает отрицательную обратную связь по постоян­ному току и стабилизирует режим работы транзистора. Напряжение смещения на затворе U₃₀ полевого транзистора обеспечивается рези­стором R_H, включенным в цепь истока транзистора.