Режим работы усилителя по переменному току

Рассмотрим изменения в работе усилителя, если к транзистору подключить сопротивление нагрузки R _н и подать на вход напряжение от генератора U _вх, создающего переменное напряжение (рис. 1.26).

Для переменного тока на выходе величина реактивного ёмкостного сопротивления . Поэтому падение напряжения на ёмкости C_р будет мало и им можно пренебречь. Используя метод суперпозиции (источники заземляются), сопротивление нагрузки для переменной составляющей выходного тока уменьшается по сравнению с R _К:

. (1.79)

Таким образом, сопротивление нагрузки по переменному току < R _к.

Поэтому при расчётах статических режимов работы транзистора следует строить две нагрузочные прямые: для постоянного тока и для переменного тока (рис.1.27).

Для постоянного тока уравнение нагрузочной прямой имеет вид:

. (1.80)

Точки пересечения нагрузочной прямой с осями выходной характеристик: по оси ординат , по оси абсцисс .

Для переменного тока

. (1.81)

Максимальную амплитуду переменного выходного напряжения, которое будет передаваться без искажений, определяет произведение

. (1.82)

Если изменения входного напряжения U _вх, тока базы i _б и тока коллектора i _к укладываются в линейные участки входной и выходной характеристик, то форма выходного напряжения U _вых будет соответствовать форме входного напряжения.

Рассмотрим временные диаграммы токов и напряжений усилителя по схеме с ОЭ, работающего в динамическом режиме, схема которого изображёна на рис.1.28.

Эти диаграммы показаны на рис.1.29 и показывают эпюры напряжений и токов на различных выводах транзистора при подаче на вход усилителя гармонического напряжения, график которого показан на рис. 1.29, а.

Напряжение U _БЭ на переходе база-эмиттер (рис. 1.29, б) изменяется в такт со входным напряжением. Это напряжение модулирует рабочий потенциал перехода U _БЭр.

Соответственно, ток в базе транзистора I _Б (рис. 1.29, в) при соответствующем выборе рабочего режима входной цепи изменяется пропорционально входному напряжению U _вх, достигая своего максимального I _{Б max} и минимального значений.

Ток в коллекторе транзистора I _К (рис. 1.29, г) при правильном выборе рабочего режима выходной цепи (активный режим) изменяется пропорционально входному току I _Б, достигая своего максимального I _{К max} и минимального значений.

На рис. 1.29, д представлено изменение разности потенциалов U _КЭ на переходе коллектор- эмиттер усилительного транзистора. В данном случае увеличение тока коллектора I _К ведет к возрастанию падения напряжения на резисторах R _К и R _Э, включённых последовательно в цепь коллектор-эмиттер транзистора. Значение потенциала U _КЭ рассчитывается по формуле

. (1.83)

Следовательно, в усилителе, включённом по схеме с ОЭ, напряжение U _КЭ изменяется в противофазе с коллекторным током I _К, и, следовательно, с входным напряжением U _вх. Это обстоятельство является важной особенностью усилителя с транзистором, включённым по схеме с ОЭ.

Выходное напряжение усилителя U _вых после отфильтровывания постоянной составляюшей на разделительной ёмкости С _р2 (рис.1.29, е) составит величину

U _вых = i _К (R _К|| R _н), (1.84)

где i _К – значение переменной составляющей тока коллектора.

Дата добавления: 2014-01-07