Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Режимы работы усилительных каскадов




Каскад с общим коллектором.

Каскад с общей базой.

Каскад с общим эмиттером.

Режимы работы усилительных каскадов.

Лекция 7. Резисторные усилительные каскады

Тема 2. Усилители переменного и постоянного тока

 

 

 

Литература: 1. Опадчий Ю.Ф.и др. Аналоговая и цифровая электроника

(Полный курс): Учебник для вузов / Ю. Ф. Опадчий, О. П.

Глудкин, А. И. Гуров; Под ред. О. П. Глудкина. – М.:

Горячая линия – Телеком, 2002.

2. Лачин В. И., Савелов Н. С. Электроника: Учеб. пособие.

4-е изд. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2004.

3. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. –

4-е изд. – СПб.: КОРОНА принт, 2004.

 

 

Различают несколько режимов работы транзистора в усилительном каскаде, отличающихся друг от друга свойствами и значениями параметров и поэтому имеющих различные области применения. Эти режимы работы принято обозначать заглавными буквами латинского алфавита.

Рассмотрим особенности отдельных режимов работы усилительных каскадов на примере каскада, собранного на БТ, включенном по схеме с ОЭ, где для изменения положения рабочей точки использован переменный резистор R2 (рисунок 1).

 


Рисунок 1

1.1 Режим класса "А"

 

Режимом класса А называют такой режим работы усилительного каскада, при котором ток в выходной цепи усилительного элемента существует в течение всего периода входного сигнала (рисунок 2).


Рисунок 2

 

В режиме А рабочая точка усилительного элемента находится примерно на середине прямолинейного участка проходной ВАХ БТ, что достигается подачей соответствующего тока смещения во входную цепь, изменяя сопротивление резистора R2 (рисунок 1).

Из рисунка 2 видно, что в режиме А амплитуда переменной составляющей выходного тока Iкm не может быть больше тока покоя IК0, при этом среднее значение выходного тока Iср в режиме А почти не зависит от амплитуды входного сигнала и мало отличается от тока покоя IК0.

Основным достоинством режимаА является малый коэффициент гармоник вследствие работы усилительного элемента на линейном участке его ВАХ, в результате чего форма выходного тока не отличается от формы входного сигнала.

Основным недостатком режима А является низкий КПД.

Коэффициент полезного действия режима А, равный отношению отдаваемой усилительным элементом мощности сигнала P~ к суммарной мощности PS, потребляемой им от источника питания выходной цепи, оказывается малым из-за большого тока покоя. Для определения КПД выходного элемента используют выражение

 

 

а так как начальные значения I0 и U0 достаточно велики, то согласно выражению КПД выходной цепи будет не высок, h £ 0,5.



Режим А применяют, в основном, во входных каскадах и каскадах предварительного усиления, а также в выходных каскадах небольшой мощности (до 1 Вт).

 

1.2 Режим класса "В" ("АВ")

Режимом класса В называют такой режим работы усилительного каскада, при котором ток в выходной цепи усилительного элемента существует в течение примерно половины периода входного сигнала (рисунок 3).

В режиме В рабочая точка усилительного элемента расположена в начале линейного участка ВАХ, для чего во входной цепи изменяют смещение путем уменьшения сопротивления резистора R2 (рисунок 1). Для полной характеристики данного режима вводят понятие угла отсечки.

Углом отсечкиQ называют половину периода тока выходного сигнала, выраженного в угловых единицах, в течение которого он протекает через усилительный элемент.

В идеальном режиме B угол отсечки Q = 900, а выходной ток протекает в течение полупериода входного сигнала.

 
 

Рисунок 3

 

Однако в действительности из-за нижнего изгиба ВАХ ток покоя Iк0 в режиме В оказывается не равным нулю, а составляет 5 ... 15% максимального значения выходного тока Iк mах и угол отсечки Q немного превышает 900. Из-за последнего обстоятельства этот режим иногда называют режимом АВ, так как он является как бы промежуточным между режимом А и идеальным режимом В.

Вследствие малого тока покоя и меньшего среднего значения тока (Iср = 0,318×Iк mах ), потребляемого от источника питания при равной величине амплитуды выходного тока, КПД каскада, работающего в режиме В, значительно выше, чем при режиме А. В режиме В среднее значение выходного тока почти пропорционально амплитуде выходного сигнала и падает до очень малого значения в его отсутствие.

Основным достоинствомрежима В является малое потребление энергии питания. Это обусловлено не только более высоким КПД по сравнению с режимом А, но также и тем, что потребляемый от источника питания ток сильно уменьшается при слабых сигналах. В результате каскад мощного усиления, работающий в режиме В, потребляет в несколько раз меньше энергии от источника питания, чем каскад с такой же выходной мощностью, работающий в режиме А.

НедостаткомрежимаВ является то, что усилительный элемент в нем почти полпериода находится в закрытом состоянии, а, следовательно, усиливает только один полупериод подводимого сигнала, что приводит к значительным искажениям. Иными словами, вследствие использования почти всего участка характеристики усилительного элемента, включая криволинейный, коэффициент гармоник двухтактного каскада в режиме В оказывается выше, чем в режиме А. Поэтому в усилителях гармонических сигналов произвольной формы использование режима В возможно лишь в двухтактныхсхемах, где одно плечо работает при положительном полупериоде, а другое – при отрицательном.

Из-за высокого КПД режим В широко применяется в выходных (оконечных) каскадах большой мощности.

 

1.3 Режим класса "D"

Режимом класса D (ключевой режим) называют такой режим, при котором усилительный элемент во время работы находится только в двух состояниях – в насыщении или в отсечке.

Главнымдостоинством такого режима является то, что потери энергии в усилительном элементе очень малы, а КПД оказывается близким к единице.

Недостаткомданного режима является ограниченность его применения. Ключевой режим используют лишь для усиления прямоугольных импульсов произвольной длительности и скважности; при этом напряжение усиленных импульсов в выходной цепи получается практически равным напряжению источника питания и не зависит от амплитуды импульсов на входе усилителя. Такое усиление прямоугольных импульсов с ограничением их по максимуму широко используется в электронно-вычислительных машинах, регулирующих и следящих устройствах, где ключевой режим является наиболее эффективным.

 

 
 





Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1258; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 23.20.130.128
Генерация страницы за: 0.1 сек.