31. Связь между переходн. Хар-кой и ачх усилителя.

Предполагают, что в опред. диапазоне частот усилитель может представить эквив. схемой, кот. сост. из 2х элементов: емкости и активн. сопр-я. 1- не пропускает низк. частоты, а высок. хорошо пропускает. 2- хор. пропускает низк. частоты, но задерживает высок. частоты. Rвых≈(rк||Rк)+Rн, если пренебречь Ср1. Ќu=Ku/Kmax. Зав-ть модуля коэф. передачи от частоты вх. напр-я. Ќu= Ůвых/ Ůвх=(j*ω*Rвх*Свх)/(1+j* ω*Rвх*Свх)= (j*ω*τ_н)/(1+j*ω*τ_н), где τ_н = Свх* Rвх. Модуль коэф. передачи |Ќ|= при ω= ωн коэф. усиления умен. в раз. ωн=1/ τ_н .Зная, эквив. постоян. времени усилителя в обл. низких частот, можно всегда рассчитать нижн. граничн. частоту сигнала.

Реакция сигнала на включение h(t)=e^(-t/ τ_н). Вых. сигнал по форме совпадает с ПХ. Uвых(t)=Umвых*1(t)*e^(-t/ τ_н). Ќu= Ůвых/Ůвх = 1/(1+j* ω*Rвх*Свых)= 1/(1+j*ω*τ_в), где τ_в =Rвых*Свых, ω _в =1/ τ_в. Любая сист. описыв. одними и теми же мат. зав-тями при применении различн. методов, включая АЧХ и перходн. хар-к.

32. Усилительн. Каскад с оэ.

О сновой схемы явл. биполярн. транзистор, включен. по схеме ОЭ, биполярн. транзистор подключен к генератору вых. сигнала, кот. задает диапазон соотв. частот, источник сигнала имеет внутр. сопр-е. Генератор из-за собствен. сопр-я не м.б. «напрямую» подключен к базов. цепи усилителя. Состав схемы: 1. источник вх. сигнала представлен генератором sin колебаний: e_вх~, ист-к внутр. сопр-я источника вх. сигнала Rг. 2. Разделит. конд-р ср1, предназначен для развязки вых. сигнала и базов. цепи по пост. току. 3. Ист-к смещения Есм, предназначен для задания ИРТ, вел-на эдс смещения выбир. в соотв. с задан. положением ИРТ. Режим покоя - режим при отсутствии вых. сигнала. 4. резистор базы Rб предназначен для смягчения Iб на задан. ур-не, не превышающ. предельно допустим. знач-е. Rб позволяет повысить вх. сопр-е. 5. Rк позволяет получ. усилен. по мощности сигнал в виде напряжения, кот. может использ. в дальнейш. обработке. Rэ для повыш-я вх. сопр-я схемы, для улучшения ее стабильности при изменении β коэф. передачи и измен. температуры окр. среды. 7. сопр-е Zn явл. нагрузкой усилителя, в общем случае оно комплексн., в частн. случае влияние реактивн. сопр-я нагрузки можно пренебречь и считать, что Zн=Rн. Режим ХХ соотв. случаю, когда Rн→∞. В режиме пост. тока это не схема с ОЭ, т.к. эмиттер не связан с «-» ист-ка питания. Усилитель предназначен для усиления перемен. напр-я. Поэтому Rэ шунтируется конд. бол. емкости Сэ, кот. позволяет по перемен. току – это схема с ОЭ.

32,1 Статич. Ражим работы каскадов, а,в,с,д

Расчет пар-ров ИРТ. положение ИРТ м.б. различным, поэтому различ. режимы А, реж. В, (реж. АВ), реж. С и реж. Д. Для линейн. усилителя имеет место всегда реж. А. Все режимы хар-ся углом углом отсечки коллекторн. тока. Угол отсечки коллект. тока – половина периода sin вх. сигнала(или вых. сигнала), при кот. транзистор пропускает ток. Режим А – угол отсечки θ=π( транзистор пропускает ток в течение всего периода sin сигнала). Использ. для лин. усилителей пост. и перемен. тока, обладает мал. нелинейн. искажениями, низк. КПД, усилен. сигнал без искажений.

Режим В. угол отсечки 90^о. Искажения очень большие и использ. не один транзисторн. каскад, а два – двухтактн. схема. 1-ый усилив. положит. полуволну. 2. усилив. отриц. полуволну. Осн. преимущество – высок. КПД. Режим АВ – угол отсечки немного больше 90 ^о для того, чтобы минимизировать нелинейн. искажения, кот. могут возникнуть в двухтактн. усилителе из-за наличия зоны нечувствит-ти транзистора к малым вх. сигналам по амплитуде меньше 0,5В.

Режим С, θ=45 использ. в усилителях мощности радиосигналов. Избирательн. цепь LC колебат. контур. Раскачивает колебат. контур на его резонанс. частоте. Сигнал будет sin или близким к sin. Более высок. КПД, по сравнению с режимом А и даже с реж. В.

Режим Д – ключевой режим, транзистор либо полностью открыт(биполярн. – насыщен.), либо полностью закрыт. Работает в 2-х режимах: насыщения и отсечки. Отличие этой схемы от простейшей заключ. в том, что в резисторн. цепь установлены 2 резистора, один из кот. Rэ2 зашунтирован больш. емкостью. Для того, чтобы одновременно повысить вх. сопр-е схемы и температурн. стабильность работы. Режим А явл. наименее экономич., но облад. наим. искажением усилен. сигнала, поэтому он использ. для построения маломощн. усилителей. Режим В,С,Л использ. для силов. усилит. устройств.

33. Расчет параметров ИРТ в схеме усилителя класса А. Наиболее корректн. расчет положения ИРТ можно выполнить с использ. эксперементальн. вх. и вых. хар-к транзистора. Линейн. режим работы усилителя по вых. напр-ю располагается между двумя т-ками Uкэmax=Eк-Iко*Rк; транзистор заперт и находится в режиме отсечки. Uкэmin= - транзистор насыщен и работает в режиме двойн. инжекции. В лин. режиме работы схемы мы не должны давать вх. напр-я такой амплитуды, чтобы оно достигало 2-х точек Uкэmax и Uкэmin, т.к. в этих точках транзистор теряет св-ва усилителя и дает искажения. Поэтому в режиме А ток не должен выходить за пределы Iбmin, Iбmax. А: Iбmin>Iко. Iбmax<Iбнасыщ. где Iбн=(Eк-Uкнасыщ.)/(β*Rк). Uкнасыщ.= напр-е между коллектором и эмиттером в режиме двойн. инжекции транзистора (0,2В для маломощн. кремниевого транзистора). Uкн можно пренебречь. Iб соотв. ИРТ назыв. Iбпокоя. Iбп=Iбн/2. Всегда выполн. нер-во в режиме А: Iбmax>> Iбmin (маломощн. кремниев. транзистор Iко=1мкА, Iбmax=1мА). Iбп=(Ек-Uкн)/(2* β*(Rк+Rэ)). Iбп соотв. Iкп= β* Iбп. Падение напр-я в цепи Uкп=Ек-Iкп*Rк≈0,5*Ек. Нахождение Есм, соотв. точке покоя транзистора режима А (соотв. ИРТ). Необх. опред-ть вх. сопр-е ОЭ по пост. току. Предположим, что вх. источником явл. Есм. Rвхоэ(есм)=Rб+r_вхоэ=Rб+r_б+(β+1)*(r_э+Rэ). r_вхоэ= r_б+(β+1)*(r_э+Rэ), с резистором в цепи эммитера. r_б –объемное сопр-е базы.

Базов. цепь транзистора. ВАХ

2. Uбэ= Uбэо+Iб*r_вхо. С учетом введен. обозначений и с учетом Iко – теплового тока, найдем ЭДС эквив. ист-ка смещения. Есмэкв=Есм- Uбэо+ Iко*Rб. Этот ист-к опред. Iбп и Iкп. ;

Есмп=Rвхоэ*(Ек-Uкн)/(2* β*(Rк+Rэ))-Iко*Rб+ Uбэо; Iбп=(Есмо- Uбэо+ Iко*Rб)/Rвхоэ. Сопр-е эмиттерн. через температурн. потенциал. r_э =φт/Iэ= φт/((β+1)*Iбп)