Принцип усиления на примере с общей базой

Рабочая точка. Расчет каскада усиления по постоянному току.

Схемы включения транзистора. Принцип усиления.

Лекция № 2.

1.Существуют три схемы включения транзистора. В общем виде они выглядят следующим образом:

2) С общим эмиттером

I_б

I_к

U_вх

U_вых

1) С общей базой

I_э

I_к

U_вх

U_вых

Рис.2.1

Рис.2.2

3) С общим коллектором

I_э

I_б

U_вх

U_вых

Рис.2.3

Схема с общим коллектором (ОК) (рис. 2.3) не дает усиления и, соответственно, не увеличивает коэффициента усиления. Особенностями каскада с общим коллектором являются большое входное напряжение и малое выходное напряжение, поэтому такие каскады используются в схемах согласования, когда нужно соединить два узла разными сопротивлениями.

U_вых  

Е_внешн

Е_внутр

Е_внешн

Е_внутр

--------

--------

++++++++--------

++++++++--------

p

n

p

Э

Б

К

_{е ист}  

R_к

E_э

E_к

I_б

I_к

Рис.2.4

Потенциальный барьер увеличился, значит, переход закрыт.

Ширина базы должна быть гораздо меньше диффузионной длины дырок (W<<L_p).

Ток эмиттера приблизительно равен току коллектора, а точнее I_к=aI_э , где:

a - коэффициент передачи эмиттерного тока, a<1.

А ток базы меньше, либо равен току коллектора: I_к=bI_б, где b - коэффициент передачи базового тока, b>>1.

Входная цепь транзистора – низкоомная, значит, для создания определенного тока эмиттера необходимо на входе приложить малое напряжение. Выходная цепь – высокоомная, значит, можем включить на выходе достаточно большое сопротивление коллектора, соответственно, выделяется усиленное напряжение, т.е. на выходе ток почти такой же, а сопротивление больше.

Анод

Катод

R_А

U_вх

Сетка

Рис.2.5

+ЕА

Одиночный усилительный каскад с общим эмиттером.

Тепловой ток I_к0 – это обратный ток коллекторного перехода. Этот ток обусловлен неосновными носителями заряда.

I_к = a I_э + I_к0

Эффективная масса дырки больше, чем у электрона, поэтому быстродействие p-n-p транзистора уменьшается.

R_э

R₂

R_к

R₁

С_э

е_Г

Рис.2.6

Между источником сигнала и усилителем есть разделительный конденсатор C_p1 для того, чтобы переменная составляющая нагрузки попадала на вход усилителя. На выходе усилителя стоит разделительный конденсатор C_p2 для того, чтобы постоянная составляющая не попадала на нагрузку.

2. Рабочая точка – точка плоскости входных, выходных и других характеристик усилителя, связывающая текущее значение тока по напряжению.

При отсутствии воздействия мы задаем исходную рабочую точку.

Входные характеристики Выходные характеристики

АВ

А

В

Рис.2.7

А

Рис.2.8

В – режим работы класса В;

АВ – режим работы класса АВ.

При больших токах на линейном участке вольт-амперной характеристики -режим работы класса А. При таком режиме усилитель дает малые нелинейные искажения – наиболее желательный участок работы.

В режиме класса В ток протекает только в течение полупериода. Этот режим экономичный, так как не тратится мощность на смещение, но этот режим двухтактный: режим требует двух каскадов, двух транзисторов усиления.

В режиме класса АВ ток протекает через один транзистор больше, чем полупериод. Этот режим также требует двухтактного включения, как и режим В, но лучше, так как этот режим дает меньшие нелинейные искажения.

E_к = I_к R_к + U_кэ;

I_к = E_к/R^’_к.

В рабочая точке С^’ закрыты оба перехода. Ток на выходе очень маленький и равняется I_к0.

В режиме отсечения транзистор закрыт.

В точке С^” оба перехода открыты. В режиме насыщения внутреннее сопротивление транзистора очень маленькое, а токи большие.

U_{кэ п}>U_{вых п} ;

U_{кэ п} + U_{вых т}<U_{кэ доп}.

Дата добавления: 2014-01-06