Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по ФОЭ(1).DOC
Скачиваний:
132
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
12.39 Mб
Скачать

Квазистатический режим биполярного транзистора в усилительном каскаде Графоаналитическое рассмотрение при большом сигнале

Упрощенная схема усилительного каскада на ВТ, включенного по схеме с об­щим эмиттером, показана на рис. 5.18. В этом каскаде используется один источ­ник питанияEК, а для задания постоянного напряжения UВХ применен делитель R1, R2. Резисторы R1, R2 выбирают такими, чтобы ток I = EК/( R1 + R2) был много больше входного тока базы при отсутст­вии сигнала (I>>IБ). Это позволяет иск­лючить влияние возможного изменения режима работы БТ на напряжение UБЭ. Если задан ток IБ, то UБЭ находится по входной характеристика БТ. Теперь воз­никает вопрос, как определить соответст­вующую точку в семействе выходных ха­рактеристик, т.е. найти постоянное на­пряжение UКЭ и постоянный ток IК яри на­личии резистора RК, и отсутствии сигнала (режим покоя, точка покоя)? По закону Кирхгофа

UКЭ = EК IК RК (5.57)

Но ток IК и UКЭ должны соответствовать той статической характеристике, на которой отмечено в качестве параметра заданное значение IБ:

IК = f(UКЭ), IБ = const(5.58)

Из (5.57)

IК = (EК UКЭ)/ RК (5.59)

Связь IК и UКЭ изображается прямой линией, называемой нагрузочной прямой, которая отсекает в системе координат IК, UКЭ отрезки на оси токов при UКЭ = 0 I*К = EК/RК, а на оси напряжений при IК = 0 U*КЭ = EК,. Величины I*К и EК, отмечены точками А и В нагрузочной прямой на рис. 5.19. Чем больше нагрузочное сопротивление RК, тем меньше I*К и меньше наклон нагрузочной прямой: при RК → 0 она вертикальна, при RК → ∞ приближается к оси абсцисс.

Нагрузочная прямая пересекает статические характеристики. Точки пере­сечения и определяют значения IК и UКЭ, которые соответствуют различным величинам тока базы IБ (параметра этих характеристик). Точка С пересечения прямой с характеристикой, соответствующей заданному значению IБ называ­ют точкой покоя.

Пусть на входе имеется низкочастотное синусоидальное напряжение сигнала с амплитудой UВХ m. Тогда напряжение между базой (входом) и общей точкой

UВХ (t)= UБЭ + UВХ m sinωt (5.60)

Так как входные характеристики БТ в нормальном активном режиме слабо зависят от напряжения UКЭ, то можно считать, что рабочая точка, определяющая ток в любой момент времени, перемещается по одной входной характеристике вверх и вниз в определенных пределах. При этом периодическое изменение базового тока приближенно можно представить выражением

IБ (t)= IБ + IБ m sinωt (5.61)

где IБт – амплитуда переменной составляющей базового тока. При таком законе изменения базового тока соответствующая рабочая точка в семействе выходных характеристик будет перемещаться с частотой ω по нагрузочной прямой между точкой F, соответствующей максимальному значению тока базы UБmax= IБ + IБт, и точкой, определяемой минимальным током UБmin= IБIБт. При этом коллекторный ток изменяется от значения IК max = IК + IК m до IК min = IКIК m, где IК m – амплитуда переменной составляющей коллекторного тока. Предполагается, что изменение IК также имеет синусоидаль­ный характер. Из-за наличия RК изменение IК вызывает синусоидальное изменение UКЭ от значения UКЭ min = UКЭUВЫХ т до UКЭ max = UКЭ + UВЫХ т, где UВЫХт=IКmRК – амплитудное значение полезного сигнала на резисторе RК, характеризующее усилитель­ный эффект биполярного транзистора.

Мы провели наглядное графоаналитическое рассмотрение усилительного каскада, которое стало возможным потому, что был принят большой сигнал на входе, когда все амплитуды токов и напряжений оказались значительными. Если входной сигнал настолько мал, что также малы изменения токов и напряжений, то графические построения теряют смысл (невозможны). Выход состоит в том, что введенные параметры (кроме расходуемых мощностей и КПД) можно рассчи­тать с помощью эквивалентных схем, основанных на использовании дифферен­циальных параметров (см. § 5.5.2).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.