Лекция 7. Напряжение на выходе не меняется.

Режим класса В

Напряжение на выходе не меняется.

Недостаток: потеря информации на втором полупериоде.

Чтобы добиться постоянного положительного сигнала, необходимо сместить входной сигнал (ЭДС смещения).

Режим класса А

При переменном токе постоянная составляющая убирается последовательно включённым конденсатором, при постоянном токе – постоянная составляющая U_ВЫХ убирается путём включения противоЭДС на выходе.

.

Ключевой режим

Режим с большой амплитудой входного сигнала, при этом захватываются все три участка характеристики. На кривой второй сигнал образуется по минимальному уровню.

Форма выходного напряжения исказилась, т.е. произошло ограничение по амплитуде. Чем больше коэффициент усиления по напряжению, тем больше выходной сигнал похож на прямоугольный импульс.

Применяется в импульсной технике, где важна не амплитуда сигнала, а взаимный фазовый сдвиг между U_ВХ и U_ВЫХ.

Мощность, выделяемая в транзисторах

Разогревает p-n переход и может привести к тепловому пробою. Для уменьшения мощности надо работать в ключевом режиме.

Режим покоя

Вводится как приём для расчёта и анализа электронных схем. Для создания режима покоя все ЭДС включаются постоянными (E_К, E_СМ, E_КОМП)

E_КОМП включён для устранения постоянной составляющей U_ВЫХ в классе А.

1) Пусть U_ВХ = 0, т.к. есть E_СМ, поэтому транзистор открыт, протекают токи I_БП, I_КП, I_ЭП ≠ 0, U_КЭП ≠ 0, E_КОМП = U_КЭП. При включении источников питания в схеме протекают токи покоя и есть U_КЭП, чтобы выходное напряжение не было равно нулю, надо ввести U_КОМП = U_КЭП.

Недостаток: зависимость тока и напряжения транзистора от температуры.

При повышении температуры на 10° С ток I_КБО повышается в 2 раза. Также при изменении температуры, изменяется ток, обусловленный основными носителями: при изменении температуры на 20-30° С I_К повышается на десятки процентов, т.к. заполняются центры рекомбинации (дефекты кристаллической решётки), поэтому их число и вероятность рекомбинации уменьшаются и β увеличивается.

При повышении температуры, когда I_БП = const, увеличивается I_КП, т.к.

I_КП = β × I_БП, уменьшается U_КЭП, т.к. U_КЭП = E_К - I_КП × R_К, поэтому U_ВЫХ не будет постоянным. Для устранения этого эффекта применяются схемы компенсации с использованием обратной связи.

Обратные связи

Передача выходного сигнала на вход устройства. Если складываются токи – связь параллельная, если напряжения – последовательная. Если знаки складываемых сигналов одинаковы – положительная обратная связь (ПОС), при разных знаках – отрицательная (ООС). ПОС используется для ускорения пункта питания, т.е. для увеличения быстродействия устройства, но более нестабильна. Использование ООС повышает стабильность устройства, вводится путём включения в цепь эмиттера.

Напишем уравнение по второму закону Кирхгофа для входной цепи:

U_ВХ + E_СМ = U_БЭ + I_Э × R_Э

U_БЭ = U_ВХ + E_СМ - I_Э × R_Э ≈ U_ВХ + E_СМ - I_К × R_Э

I_Э ≈ I_К, т.к. α = 0.99 ÷ 0.9

Т.е R_Э уменьшает ООС по току.

Достоинство: при повышении температуры и I_БП = const => ↑ β => ↑ I_КП => ↑ I_К × R_Э => ↓ U_БЭ => ↓ I_Б => ↓ I_К, таким образом I_К и следовательно U_КЭ остаются постоянными.

Недостаток: уменьшается U_ВЫХ, за счёт уменьшения U_БЭ, поэтому уменьшается коэффициент усиления К_У,

I_ЭП × R_Э ≤ 0.1 × E_К – критерий выбора R_Э. Такое R_Э обеспечивает достаточную температурную стабилизацию и незначительное понижение U_ВЫХ.

Основные параметры каскада с общим эмиттером

R_ВХ, R_ВЫХ, K_УХ.Х..

Допущения: рассматриваем только переменные составляющие (приращения) i, u. Внутреннее сопротивление источников постоянного ЭДС для переменного тока будет равно нулю.

1) R_ВНУТ

, ∆i ≠ 0, ∆u = 0, т.к. E_К постоянно. Таким образом, R_К верхним концом присоединено к земле, т.к.

R_ВН = 0, U_ВХ = ∆I_Б × r_Б + ∆I_Э × R_Э

- динамическое входное сопротивление транзистора r_Б=h_11ЭКВ.

∆I_Э = ∆I_Б + ∆I_К = ∆I_Б + β × ∆I_Б = ∆I_Б × (1+β)

U_ВХ = ∆I_Б × [r_Б + (1+β) × R_Э]

R_ВХ ≈ 1000 ОМ (что относительно мало, для идеального R_ВХ = ∞)

Дата добавления: 2013-12-11