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 I кm не может быть больше тока покоя I К0, при этом среднее значение выходного тока Iср в режиме А почти не зависит от амплитуды входного сигнала и мало отличается от тока покоя I К0.

Основным достоинством режима А 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 U 0 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 R 2 (рисунок 1). Для полной характеристики данного режима вводят понятие угла отсечки.

Углом отсечки Q 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 I к0 в режиме В оказывается не равным нулю, а составляет 5... 15 % максимального значения выходного тока Iк mах и угол отсечки Q немного превышает 90 0. 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 достоинством режима 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.

Недостатком режима В 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 двухтактных схемах, 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.

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

Недостатком данного 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.

 

 
 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 12018; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


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



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.