- •Носители заряда в полупроводниках. Зонная модель полупроводников. Процессы генерации и рекомбинации подвижных носителей зарядов.
- •Проводимость полупроводников, ее зависимость от материала, температуры и концентрации примесей.
- •Уровень Ферми собственного и примесного полупроводников. Зависимость энергии Ферми от температуры и концентрации примесей
- •Электронно-дырочный переход в равновесном состоянии
- •Вольтамперная характеристика p-n перехода и ее зависимость от температуры, степени легирования.
- •Различные типы диодов. Особенности характеристик и параметров.
- •Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом. Структура, назначение основных областей. Принцип действия. Статические стоковые и стокзатворные характеристики.
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом. Режим обогащения, обеднения и инверсии приповерхностного слоя. Стоковые и стокзатворные характеристики.
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором и встроенным каналом. Особенности технологии, статические характеристики.
- •§2.9 Полевые транзисторы мдп-структуры
- •Структура биполярного транзистора (бт) и назначение основных областей. Принцип усиления мощности. Режимы работы: активный, насыщения, отсечки, инверсный
- •Принцип действия транзистора
- •§2.3 Транзистор, как усилитель напряжения и мощности
- •§2.6 Статические характеристики биполярного транзистора
- •§2.5 Схемы включения и режимы работы транзисторов
- •Транзистор как линейный четырехполюсник. Системы параметров транзисторов.
- •Работа транзистора в схеме усилителя. Выходная динамическая характеристика. Выбор рабочего режима.
- •2.7. Температурные и частотные свойства
- •2.8. Биполярные транзисторы в рабочем режиме
- •2.5. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с оэ
- •Эквивалентные схемы усилителя в режиме малого сигнала. Коэффициент усиления по напряжению и сквозной коэффициент усиления. Входное и выходное сопротивление
- •23.Схема каскада с оэ по переменному току. Эквивалентная схема каскада.
- •Проведя анализ схемы, найдем, что
- •§4.5 Стабилизация режима работы каскадов на биполярных транзисторах
- •28.Обратная связь в усилительных каскадах. Обратная связь по току последовательного типа
- •29.Схема с ос по току последовательного типа.
§4.5 Стабилизация режима работы каскадов на биполярных транзисторах
1) Схема с фиксированным током базы
; ; ; ;
2) Схема с фиксированным током базы
Д ля каждого транзистора нужен свой резистор.
Э та схема имеет неудовлетворительную температурную стабильность непригодна в промышленной аппаратуре.
3) Схема стабилизации рабочей точки с обратной связью
При включении возрастает ;
С уменьшением - уменьшается , т.е. в схеме имеются противодействия
Чем выше сопротивление цепи усилителя и выше , тем больше увеличивается стабильность. Надо убрать переменную составляющую , для этого надо в цепь подсоединить конденсатор большой ёмкости.
4) Схема с эмиттерной стабилизацией
- для максимального коэффициента усиления
5) Схема стабилизации режима работы транзистора с ОС по напряжению коллектора
;
Связь между коллектором и базой обеспечивает стабилизацию режима работы.
Коэффициент по усилению тока будет максимально высоким.
Схема с фильтром в цепи питания.
Стабилизация раб. точки.
Отрицательная О.С. по переменному току убирается Сф.
Каскад с общей базой /КОБ/
Каскад с общим коллектором /КОК/ - /эмиттерный повторитель/
КОБ:
Конденсатор заземляет базу по переменному току. Сигнал через подаётся на эмиттер.
, коэффициент передачи по току
КОБ плохо согласуются между собой
КОК:
; ;
100% обратная связь.
Н а входе получим:
Без буферного каскада – 1В;
С буферным каскадом в 100 раз больше.
Коэффициент усиления по напряжению:
у каскадов с общим эмиттером и общей базой соизмеримы />>1/
у каскада с общим коллектором <1
Коэффициент усиления по току:
в схеме с общей базой <1
в схеме с общим эмиттером и общим коллектором >>1
Коэффициент усиления по мощности максимален в схеме с общим эмиттером >>1
Минимальное выходное сопротивление у каскада с общей базой, выше у каскада с общим эмиттером, максимально у каскада с общим коллектором.
Выходное сопротивление в схеме с общей базой и общим эмиттером приблизительно равно сопротивлению в цепи в схеме с общим коллектором.
Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим эмиттером.
Основными элементами схемы являются источник питания Ек, транзистор Т, и резистор Rк. Эти элементы образуют главную цепь усилительного каскада, в которой за счет протекания управляемого по цепи базы коллекторного тока создается усиленное переменное напряжение на выходе схемы. Конденсаторы Ср1 и Ср2 являются разделительными. Конденсатор Ср1 исключает шунтирование входной цепи каскада цепью источника входного сигнала по постоянному току, что позволяет, во-первых, исключить протекание постоянного тока через источник входного сигнала по цепи Ек – R1 – Rг и, во-вторых, обеспечить независимость от внутреннего сопротивления этого источника Rг напряжения на базе Uбп в режиме покоя. Функция конденсатора Ср2 сводится к пропусканию в цепь нагрузки переменной составляющей напряжения и задержанию постоянной составляющей. Резисторы R1, R2 используются для задания режима покоя каскада. Резистор R1 предназначен для создания цепи протекания тока Iбп (ток базы покоя). Совестно с R2 резистор R1 обеспечивает исходное напряжение на базе Uбп относительно зажима «+» источника питания.
Резистор Rэ является элементом отрицательной ОС, предназначенным для стабилизации режима покоя каскада при изменении температуры. Конденсатор Сэ шунтирует резистор Rэ по переменному току, исключая тем самым проявление отрицательной ОС в каскаде по переменным составляющим. Отсутствие Сэ привело бы к уменьшению коэффициентов усиления.
В итоге каскад с ОЭ обладает следующими свойствами:
1) позволяет получить наиболее высокий Ku и большой Ki.
2) имеет невысокое входное и относительно большое выходное сопротивление
3) имеет более узкий диапазон частот, в котором обеспечивается равномерное усиление, по сравнению с усилительным каскадом с ОБ.
4) вносит фазовый сдвиг 1800 в диапазоне средних(рабочих) частот.
Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общей базой.
Э лементы Rэ и Eэ обеспечивают ток покоя Iэп. Остальные элементы выполняют те же функции, что и в каскаде ОЭ. Допускается использование ОБ без источника Eэ.
В итоге каскад с ОБ обладает следующими свойствами:
1) малые нелинейные искажения
2) хорошие частотные и переходные характеристики
3) низким входным и высоким выходным сопротивлениями
4) коэффициентом усиления по току <1
5) коэффициентом усиления по напряжению зависящем от сопротивления нагрузки.
Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим коллектором.
Данную схему называют также эмиттерным повторителем, вследствие того, что ее выходное напряжение, снимаемое с эмиттера транзистора, близко по величине к входному напряжению(Uн=Uвх— Uбэ»Uвх) и совпадает с ним по фазе.
Р езистор Rэ в схеме выполняет те же функции, что и Rк в схеме с ОЭ - создание Uвых за счет протекания Iэ, управляемого по цепи базы. R1, R2 задают режим покоя каскада, часто R2 не вводят для того, чтобы увеличить входное сопротивление.
Высокое Rвх — основное достоинство схемы с ОК, поэтому схему с ОК применяют для согласования с источником сигнала, обладающим высоким внутренним сопротивлением.
Для оценки КU примем Rвх>>Rг, а Rвх»(1+b)(Rэ||Rн) при этом КU»1, точно КU<1 и в пределе стремится к 1.
Это свойство каскада ОК используют, когда необходимо повысить мощность сигнала при сохранении величины его амплитуды напряжения, т.к. КU»1, то и КP»КI.
Выходное сопротивление мало (10¸50) Ом.
Это свойство используют, когда необходимо решить задачу согласования выходной цепи усилителя с низкоомным сопротивлением нагрузки. При этом каскад ОК применяют в качестве выходного каскада усилителя.
Влияние разделительных конденсаторов на частотную характеристикуполностью аналогично влиянию соответствующих конденсаторов в каскаде с ОЭ. Они полностью определяют вид низкочастотной части АЧХ каскада.
Важной особенностью эмиттерного повторителя является то, что его входное сопротивление резко уменьшается при повышенной частоте. Это обусловлено инерционностью процессов в базе транзистора, а также наличием коллекторной и нагрузочной емкостей.
Таким образом, для каскадов с ОК характерны:
1) Высокое входное сопротивление, значение которого достаточно стабильно.
2) Большой коэффициент усиления по току.
3) Стабильный коэффициент усиления по напряжению, близкий к единице.
4) Малое выходное сопротивление.
5) Отсутствие в рабочем диапазоне частот фазового сдвига между входным и выходным напряжениями.