Расчет r2:
Из схемы следует, что к точкам a и b параллельно подключены R2 и БЭ, следовательно
Iд ·R2 = UбэА
R2 = UбэА / Iд
Режимы работы усилителей
Режим работы усилителя определяет результат усиления, в частности :
1)характер искажений;
2)КПД усилителя.
Режим работы определяется положением рабочей точки на разрешенном участке (М’N’) нагрузочной прямой.
Режимы работы обозначаются большими буквами A, B, C, D.
Режим А
Рабочая точка выбирается на середине разрешенного участка нагрузочной прямой M’N’
Рис.13
Из графиков видно что в режиме А Iк есть куда увеличиваться и есть куда убывать, поэтому при подаче входного синусоидального сигнала 1) искажения будут наименьшие, но и 2)КПД каскада будет мал, т.к. велика постоянная составляющая IкА. КПД составляет 30-35 %
Режим В
Рабочая точка выбирается на границе с областью отсечки.
Рис.14
Из графиков следует что:
В режиме В Iк может только увеличивается, поэтому искажения очень большие – срезается половина периода входного синусоидального сигнала (см.гр.2);
КПД каскада достигает 70-75 % , т.к. IкА → 0.
Режим С
Рабочая точка выбирается в области отсечки.
Для этого от отдельного источника подается UбэA которое закрывает транзистор. Поэтому при подаче входного синусоидального сигнала большая часть периода отсекается, следовательно: а) искажения сигнала очень большие; б) КПД еще выше, достигает 90-95 %.
Такой режим называется пороговым.
Режим D (ключевой режим) транзистор находится в состоянии отсечки или в состоянии насыщения.
См. дисциплину «Импульсная техника».
Создание и применение режимов работы
Режим А в схеме №1 создается за счет Rб который определяет UбэА а значит и IкА т. е. положение рабочей точки.
Например Rб уменьшаем, то т. А смещается вверх, т. к. UбэА увеличивается => увеличиваются токи транзистора.
В схеме №2 режим А создается R1 и R2.
Пример: Чтобы сместить рабочую точку вниз достаточно увеличить R1 или уменьшить R2
Режим А создается в каскадах предварительного усиления (входной каскад) и в каскадах промежуточного усиления, т.к. искажения сигнала в этих каскадах нежелательны, а КПД не играет заметной роли в этих каскадах, т.к. токи малы.
Режим В в схеме №1 создается при Rб → ∞, в схеме №2 при R1 → ∞, а R2 ≠ 0
На практике создается режим АВ близкий к В.
Режим В применяется в двухтактных выходных каскадах, когда два транзистора включают параллельно, каждый из них усиливает свою половину периода входного синусоидального сигнала, которые в нагрузке складываются.
Стабилизация режима работы
Необходимость стабилизации режима работы следует из того, что проводимость полупроводника, а значит и токи в транзисторе заметно зависят от температуры, освещенности, давления, соответственно изменяется положение рабочей точки, т. е. режима работы.
Стабилизация режима работы сводится к стабилизации токов транзистора, например тока эмиттера.
Схема усилителя на БТ с эмиттерной температурной стабилизацией –
(схема № 3).
Рис.15
IэА
iэ
Iд
Роль Rэ:
При Uвх = 0 в Rэ проходит IэА (постоянная составляющая тока эмиттера).
Из схемы следует:
Iд·R2 = UбэА + IэA·Rэ при параллельном соединении R2 и Rэ,БЭ
UбэA = Iд·R2 – IэA·Rэ (1)
Пример:
С ростом температуры IэA увеличивается.
Из (1) следует, что UбэA уменьшается – из основного свойства транзистора следует, что Iэ не может расти, значит Rэ исключает любое изменение Iэ.