Усилитель напряжения с общим эмиттером

Принцип действия усилителя основан на изменении сопротивления управляемого элемента УЭ.

Основные параметры усилителя:

1) коэффициент усиления по напряжению Кu = Uвых / Uвх;

2) коэффициент усиления по току Кi = Iвых / Iвх;

3) коэффициент усиления по мощности Кp = Pвых / Pвх.

Различают усилители напряжения, тока и мощности.

В зависимости от диапазона частот входного сигнала различают:

1)усилители постоянного тока (УПТ) – для усиления медленно меняющихся сигналов;

2)усилители низких частот (от десятков Гц до 15 – 20 кГц);

3)усилители высоких частот (десятки кГц – сотни МГц);

4)импульсные усилители (широкополостные ШПУ) – для усиления импульсных сигналов;

5)избирательные усилители – для узкого диапазона частот.

Рассмотрим работу усилителя напряжения на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером.

Коллекторное напряжение определяется по 2 закону Кирхгофа Uк = Ек – Rк Iк.

Это прямая линия (линия нагрузки), имеющая наклон. Ее можно построить по 2 точкам на выходных характеристиках транзистора.

1) Iк = 0; Uк = Eк 2) Uк = 0; Iк = Ек / Rк.

Рабочая точка (РТ) можно выбрать между точками а и б. Чтобы усиление сигнала происходило без искажений, РТ выбирают в середине линии нагрузки. Для этого с помощью резистора Rб на базу надо подать ток Iб0._.

Если на вход усилителя подать сигнал, например, синусоидальной формы, на выходе получим также сигнал синусоидальной формы, но большей амплитуды. При этом выходной сигнал будет в противофазе к входному. Чтобы получить совпадение по фазе, можно подключить еще один каскад.

Коэффициент усиления ненагруженного усилителя Кux ≈ h21 Rк / h11, где h21 – коэффициент передачи тока транзистора (10 – 300);

h11 – входное сопротивление транзистора (1 – 1000 Ом).

Входное сопротивление усилителя Rвх ≈ h11.

Выходное сопротивление усилителя Rвых ≈ Rк.

Емкости С1 и С2 необходимы для отделения постоянной составляющей сигналов от переменной.

При повышении температуры изменяются выходные характеристики транзистора и РТ смещается. Это может привести к искажению выходного сигнала. Для температурной стабилизации усилителя в схему вносятся изменения.

В данной схеме

uбэ = u2 – u1, где

u2 = Ек R''б / (R'б + R''б) – напряжение при изменении температуры не меняется;

u1 = Rэ Iэ – с изменением температуры это напряжение меняется, т.к. при этом изменяется ток коллектора, а, следовательно, и ток эмиттера. Если, например, при изменении температуры коллекторный ток увеличился, то формируется цепочка

Iк↑ → Iэ↑ → Uбэ↓ → Iк↓

Получается отрицательная обратная связь, которая стабилизирует работу усилителя.

Данный усилитель усиливает не только напряжение, но также ток и мощность.

Дата добавления: 2014-01-06