Схемы усилителей ОЭ на БТ

В зависимости от того, чем и как задается режим работы усилителя по постоянному току, усилители ОЭ можно разбить на 2 группы:

1. Усилители с фиксированным током базы i_б0 @ const

i_б0 – ток базы покоя транзистора или рабочая точка.

2. Усилители с фиксированным напряжением базы U_б0 @ const

R_б – сопротивление в цепи базы задает режим работы по постоянному току (рабочая точка);

R_к – сопротивление в цепи коллектора является нагрузкой по постоянному и сопротивление, с помощью которого i_к преобразуется в напряжение.

Фиксированный ток базы задается R_б и Е_к.

В такой структуре для задания режима работы транзистора достаточно одного источника питания Е_к.

С₁, С₂ – разделительные емкости (элементы связи усиления по переменному току). Пропускают сигнал переменного тока и отделяют усилитель от остальных элементов по постоянному току, чтобы остальные части не влияли на режим работы остальной схемы.

RC – усилитель.

Вместо С может быть использована и трансформаторная связь (Тр. У. или LR - усилители).

Выбор и задание режима работы усилителя по постоянному току

i_бо – рабочая точка (требуемый ток)

i_бо =

U_бэо @ 0,7 В для Si транзистора

@ 0, 4 В для Ge транзистора.

Если E_k = const, то i_бо = const

Либо задано i_бо, либо R_б – для расчета

i_ко = b i_бо, b - коэффициент передачи тока базы

Е_к = i_ко*R_к + U_кэо

Для получения максимального размаха U_вых:

U_вых^max £ E_к/2 выбирают так, чтобы U_кэо @ E_к/2

При расчете задается либо R_к, либо i_ко.

Для маломощных схем i_ко = 1¸ 10 мА

b = h_21э

Рабочая точка может быть задана или получена графически с помощью выходных ВАХ БТ.

ВАХ БТ имеет характерные 4 области:

I – область насыщения БТ, когда напряжение между электродами транзистора малы

U_бэ @ U_бк @ U_кэ @ > 0< 1 В

Переход бэ и бк – открыты

I_к^нас = Е_к/R_к<bi_б – транзистор включен

Это не усилительный режим. Граница работы с т. зр. усиления.

U_{бэ нас} ~ 0, 7 ¸ 0, 8 В

U_{бк нас} ~ 0, 4 В

U_{кэ нас} ~ 0,05 ¸ 0, 5 В

II – основная область – область усиления

i_к = b i_б

Это область ВАХ используются в режиме усиления. При этом переход бэ – открыт, бк – закрыт. Точка а ограничивает область усиления. Когда транзистор насыщен включен. Большие токи, но малые напряжения. Т. в ограничивает область усиления, когда транзистор выключен. Напряжения большие, токи минимальны.

Для того чтобы максимально использовать рабочую область рабочую точку необходимо выбирать приблизительно в середине между а и в.

III – область отсечки транзистора. когда транзистор выключен и через него протекают только тепловые токи утечки.

i_к^обр Þ 0 ~ мА

i_б^обр Þ 0 < мА

Эти токи малы, но сильно зависят от t и при её возрастании могут быть достаточно большими и нарушить режим работы схемы (раб. точку). Токи утечки неуправляемые. Поэтому при изменении t их необходимо стабилизировать или компенсировать. Их изменение либо термокомпенсирующих элементами с противоположным законом изменения, либо схемно, например, с помощью ООС.

I и III область ВАХ используются при работе БТ в качестве электронного ключа, а II – в режиме усиления.

IV – область максимального режима, когда превышаются допустимые для трананзистора величины токов, напряжений и мощностей.

i_к< i_кдоп^max

U_кэ < U_кэдоп^max

P_k = U_кэi_k < P_kдоп^max

У слабого сигнала рабочая точка может выбираться не обязательно в середине, а выбор её определяется либо требованиями экономичности (микромощный режим работы), либо требованиями быстродействия, когда необходимо, чтобы рабочие токи были достаточно большими для обеспечения быстрого перезаряда паразитных емкостей.

Это самая простая схема, но она имеет недостаток, т. к. не обеспечивается температурная стабильность рабочего режима вследствие включения i_к^обр и i_б^обр, повышения которых приводит к изменению рабочей точки.

Дата добавления: 2014-01-07