Усилители на биполярных транзисторах
Характеристика рабочего сектора биполярного транзистора, образующего усилительный каскад. Изучение общих требований к положению рабочей точки в пределах рабочего сектора. Исследование усилительного каскада на биполярном транзисторе с общим эмиттером.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.10.2013 |
| Размер файла | 267,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция 8
Усилители на биполярных транзисторах
Как и в случае полевого транзистора, рабочий сектор семейства выходных ВАХ биполярного транзистора, образующего усилительный каскад, ограничивается минимальным значением выходного тока , минимальным и максимальным значениями выходного напряжения и , а также допустимой мощностью рассеивания транзистора (на рис. 2.10 приведено семейство выходных ВАХ транзистора с общим эмиттером). Эти ограничения вызваны теми же причинами, что и в случае полевого транзистора. Аналогичны и требования к положению рабочей точки в пределах рабочего сектора.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рассмотрим усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим эмиттером (ОЭ).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Поскольку в отличие от полевого транзистора, работающего с закрытым p-n-переходом, эмиттерный переход биполярного транзистора должен быть открыт, на базу транзистора (рис. 2.11) с помощью резистивного делителя подается постоянное напряжение той же полярности, что и на его коллектор, т.е. резисторы задают ток базы в рабочей точке. Падение напряжения на резисторе при протекании через него постоянного тока смещает эмиттерный переход в обратном направлении, поэтому при отсутствии резистора эмиттерный переход будет закрыт при любом сопротивлении . В рабочем режиме (при наличии в схеме резистора ) резистор наряду с и определяет величину тока базы, что видно из выражения
,
полученного при анализе по постоянному току входной цепи транзистора. Резистор , как и в схеме каскада на полевом транзисторе, является нагрузкой каскада. Кроме того, его сопротивление определяет (при заданном токе коллектора ) напряжение , что видно из выражения нагрузочной прямой по постоянному току
.
При увеличении температуры окружающей среды у биполярного транзистора уменьшается напряжение открытого эмиттерного p-n-перехода и увеличивается тепловой ток закрытого коллекторного p-n- перехода, а также коэффициент передачи эмиттерного тока , в результате чего увеличивается ток коллектора , т.е. смещается рабочая точка. Приращение тока коллектора будет тем меньше, чем меньше сопротивление и больше сопротивление , как это следует из выражения
.
Однако при уменьшении увеличивается потребляемый делителем ток от источника питания и уменьшается входное сопротивление каскада (последнее не относится к каскаду на транзисторе с общей базой), а при увеличении требуется (при заданном токе и напряжении ) уменьшать сопротивление , что приводит к уменьшению коэффициента усиления каскада. Поэтому величину сопротивления выбирают не очень большой, но достаточной, чтобы выполнить требования по стабильности рабочей точки. Поскольку при введении в схему резистора возникает отрицательная обратная связь не только на нулевой частоте, но и на остальных частотах, коэффициент усиления каскада уменьшается, и чтобы это исключить, параллельно включают блокирующий конденсатор большой емкости.
Другие схемы каскадов на биполярном транзисторе (с общей базой - ОБ и общим коллектором - ОК) приведены на рис. 2.12. Анализ каскадов выполняется на основе их эквивалентных схем (на рис. 2.13 в качестве примера приведена малосигнальная эквивалентная схема каскада на биполярном транзисторе с общей базой). Учитывая, что высокочастотная постоянная времени каскада гораздо меньше его низкочастотных постоянных времени, анализ каскада можно провести раздельно для областей средних, нижних и верхних частот. Результаты анализа в виде выражений для коэффициента усиления напряжения в области средних частот , высокочастотной постоянной времени , входного и выходного сопротивлений приведены в табл. 2.2, где ; (выражения для и даны для случая ).
Размещено на http://www.allbest.ru/
биполярный транзистор усилительный каскад
Без учета блокирующих емкостей () функция передачи любого из рассмотренных здесь каскадов описывается выражением (2.3), где низкочастотная постоянная времени для всех каскадов одинакова, а высокочастотная будет различной для разных каскадов:
.
Таблица 2.2
|
Схема |
|||||
|
ОЭ |
|||||
|
ОБ |
|||||
|
ОК |
При оговоренных условиях () и другие параметры схем ОЭ и ОБ отличаются от приведенных в табл. 2.2:
;(2.5)
.
Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики каскадов имеют вид, показанный на рис. 2.2. Разделительная и блокирующая емкости (), а также емкость закрытого p-n-перехода () оказывают точно такое же влияние на АЧХ и ФЧХ, как и соответствующие емкости каскада на полевом транзисторе. У каскадов на биполярном транзисторе дополнительные искажения в области верхних частот возникают из-за уменьшения , поскольку с ростом частоты сигнала уменьшается ток генератора тока . Что касается искажений, возникающих из-за блокирующих конденсаторов, то их можно оценить, выполнив подстановку в выражениях (2.5) вместо комплексного сопротивления (в схеме ОЭ) или вместо сопротивления (в схеме ОБ).
Сравнивая свойства различных каскадов на биполярном транзисторе, можно сделать следующие выводы: каскад ОЭ дает усиление как по току, так и по напряжению, причем он инвертирует входной сигнал; каскад ОБ является усилителем напряжения (коэффициент усиления по току меньше единицы), он имеет низкое входное сопротивление; каскад ОК (эмиттерный повторитель) усиливает ток, тогда как его коэффициент усиления по напряжению меньше единицы (может быть очень близок к единице), и отличается малым выходным сопротивлением и широкой полосой пропускания.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет и компьютерное моделирование усилителя на примере усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером. Выбор параметров, соответствующих максимальному использованию транзистора. Электрическая схема каскада.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.05.2013МП 40 - транзисторы германиевые сплавные, усилительные низкочастотные с ненормированным коэффициентом шума на частоте 1кГц. Паспортные данные транзистора. Структурная схема каскада с общим эмиттером. Динамические характеристики усилительного каскада.
курсовая работа [120,0 K], добавлен 19.10.2014Расчет усилительного каскада, включенного по схеме с ОЭ. Компоненты схемы, ее расчет по постоянному току. Анализ схемы усилительного каскада с общим эмиттером, реализованной на биполярном транзисторе, ее моделирование с помощью MathCad15.0 и Micro-Cap9.0.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 23.03.2012Расчет токов и напряжений для всех элементов схемы усилительного каскада с общим эмиттером с распределенной нагрузкой. Моделирование переходных и частотных характеристик каскада в ППП "MicroCap". Статический и усилительный режим работы транзистора.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.02.2012Что такое электронный усилитель. Резистивный каскад на биполярном транзисторе, его простейшая схема. Графическое пояснение процесса усиления сигнала схемой с общим эмиттером. Схема, проектирование резистивного каскада с фиксированным напряжением смещения.
курсовая работа [337,9 K], добавлен 22.12.2009Расчет по постоянному току, коэффициента усиления и разделительных емкостей. Определение полосы пропускания. Диапазон рабочих частот усилительного каскада на биполярном транзисторе. Допустимые частотные искажения. Сопротивление источника сигнала.
курсовая работа [848,1 K], добавлен 16.07.2013Определение основных характеристик усилительных каскадов в биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером с температурной стабилизацией. Режим покоя между коллектором и эмиттером. Определение коэффициентов усиления по напряжению. Режим покоя каскада.
лабораторная работа [47,7 K], добавлен 18.06.2015Краткие теоретические сведения об усилителях переменного тока. Усилительный каскад с общим эмиттером. Создание усиленного переменного напряжения на выходе схемы. Последовательность и методика расчета маломощного усилительного каскада с общим эмиттером.
контрольная работа [252,1 K], добавлен 30.11.2014Основы схемотехники аналоговых электронных устройств. Расчет физических малосигнальных параметров П-образной схемы замещения биполярного транзистора, оценка нелинейных искажений каскада. Выбор резисторов и конденсаторов для усилительного каскада.
курсовая работа [911,3 K], добавлен 10.02.2016Принцип действия, назначение и режимы работы биполярных транзисторов. Режим покоя в каскаде с общим эмиттером. Выбор типа усилительного каскада по показателям мощности, рассеиваемой на коллекторе. Расчет сопротивления резистора базового делителя.
курсовая работа [918,0 K], добавлен 02.07.2014Выбор транзистора и расчет тока базы и эмиттера в рабочей точке. Эквивалентная схема биполярного транзистора, включенного по схеме общим эмиттером. Вычисление коэффициентов усиления по напряжению, току и мощности; коэффициента полезного действия.
курсовая работа [681,4 K], добавлен 19.09.2012Описание характеристик транзистора. Построение практической схемы каскада с общим эмиттером. Выбор режима работы усилителя. Алгоритм расчета делителя в цепи базы, параметров каскада. Оценка нелинейных искажений каскада. Выбор резисторов и конденсаторов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.03.2014Описание электрической схемы усилителя на биполярном транзисторе с общим эмиттером. Исходные данные для его расчета по постоянному или переменному току. Построение частотных характеристик усилительного каскада. Оценка возможных нелинейных искажений.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 19.10.2014Свойства и возможности усилительных каскадов. Схема каскада с использованием биполярного транзистора, расчет параметров. Семейство статических входных и выходных характеристик. Расчет усилительного каскада по постоянному току графоаналитическим методом.
контрольная работа [235,3 K], добавлен 03.02.2012Особенности проведения расчета схемы вторичного источника с применением однополупериодного выпрямителя и непрерывного компенсационного стабилизатора. Общая характеристика и расчет распространённой схемы усилительного каскада на биполярном транзисторе.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.09.2012Характеристика основных задач электронных схем. Характеристика схемы усилительного каскада, назначение топологии электрических схем и усилительного каскада с общим эмиттером Особенности составления матрицы узловых проводимостей. Применение ППП "MicroCap".
контрольная работа [1,8 M], добавлен 27.04.2012Алгоритм проведения инженерных расчётов аналоговых электронных устройств. Общие сведения об усилителях и транзисторах. Схема электрическая принципиальная усилительного каскада с ОК. Проведение расчета основных параметров схемы и выбор элементной базы.
курсовая работа [179,6 K], добавлен 25.03.2015Операционные усилители: понятие и параметры. Влияние обратной связи на параметры и характеристики усилителей. Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе. Моделирование схем с помощью программы Elektronik Workbench. Выбор транзистора.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.01.2014Выбор параметров усилительного каскада. Построение статистических характеристик транзистора, нагрузочной прямой для режима постоянного тока в цепи коллектора. Выбор положения начальной рабочей точки Р для режима постоянного тока в цепи коллектора.
курсовая работа [433,7 K], добавлен 23.11.2010Расчет элементов схемы по постоянному току. Определение координат рабочей точки транзистора на выходных характеристиках. Графоаналитическтй расчет параметров усилителя, каскада по переменному сигналу. Нахождение постоянного тока и мощности в режиме покоя.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 14.03.2014
