Главная Операционные усилители



другими будут также соответствующие коэффициенты усиления по току и по напряжению:

A, = R,IR,, (4.26)

Л = ад- (4.27)

Типы усилителей

Существует три основных типа транзисторного усилителя: с общим эмиттером, с общим коллектором и с общей базой. Они показаны на рис. 4.8.

Для этих схем справедливы основные свойства, приведенные в табл. 4.1.

Таблица 4.1

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ основных типов СХЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА

Общий элемент

Относительный коэффициент усиления

по напряжению

по току

Эмиттер

Большой

Большой

Коллектор

<1

Большой

База

Большой

<1

Эти три схемы получили свое название по элементу транзистора, который является общим и для входной, и для выходной цепи. В схеме с общим эмиттером входной сигнал прикладывается между базой и эмиттером, а выходной сигнал снимается между коллектором и эмиттером.

Аналогично в схеме с общим коллектором входной сигнал подается на переход база - коллектор, а выходной снимается на переходе эмиттер - коллектор. В схеме с общей базой входной сигнал подается на переход эмиттер - база, а выходной снимается с перехода коллектор - база.

ОБЩИЙ I КОЛЛЕКТОР

ОдЩИЙЗМИТТЕР it


ОБЩАЯ БЛЗД

1-Т-о

вык

Рис. 4.8. Стандартные схемы включения транзистора.



Полярность выходного сигнала в усилительном каскаде с общим эмиттером противоположна полярности входного сигнала. По мере того как входной сигнал становится более положительным, выходной становится более отрицательным. Это называют опрокидыванием фазы; говорят также, что выходной сигнал сдвинут по фазе на 180° относительно входного. Это ее так для схем с общим коллектором и с общей базой. В этих схемах выходной сигнал совпадает по фазе с входным.

Усилители переменного тока

Транзисторный усилитель переменного тока показан на рис. 4.9. В основном он не отличается от усилителей постоянного тока, обсужденных ранее, за исключением того, что в его схему дополнительно включены конденсаторы.

Конденсаторы Cj и Сг предназначены для блокировки постоянной составляющей. Они предотвращают взаимное влияние токов базы и коллектора, а также внешнее влияние на эти токи.

Конденсатор С3 является шунтирующим. Он должен обеспечивать на выходе эмиттера потенциал земли по переменному току и поддерживать нужную величину смещения эмиттера по постоянному току. Благодаря этому увеличивается коэффициент усиления по переменном току и сохраняется стабильность по постоянному току, обеспечиваемая резистором в цепи эмиттера.

Частотная характеристика

Транзисторы работают не на любой частоте. В этом отношении они довольно ограничены, но, с другой стороны, они и не


Рнс. 4.9. Использование конденсаторов в схеме усилителя переменного тока.



предназначены для того, чтобы реагировать и на сигналы постоянного тока, и на частоты оптического диапазона. Существует несколько способов определения частотной характеристики транзистора, и с ними нужно как следует разобраться, прежде чем применять устройство.

Два параметра частотной характеристики связаны с коэффициентами усиления транзистора аир. Это точки, в которых значения коэффициентов аир составляют 0,707 того значения, которое они имели при более низкой частоте, обычно при 1000 Гц. Однако чаще в качестве параметра частотной характеристики выступает произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания, которое обозначается через Ft. Ft определяется как частота, на которой коэффициент усиления {hf) уменьшается до единицы. Хотя Ft дает обоснованный и очень полезный метод определения диапазона применения любого интересующего нас транзистора, с ним может быть связана некоторая путаница. Возьмем, например, транзистор, у которого коэффициент усиления р равен 300, а произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания составляет 50 МГц. Создается впечатление, что транзистор можно использовать в нижней части диапазона УКВ. Но это неверно. Вспомните, что 50 МГц - это произведение коэффициента усиления на частоту. Это та частота, на которой коэффициент усиления равен единице. Представьте, что вы хотите использовать транзистор на частоте 1000 кГц. Чему будет равен коэффициент р? Он уменьшается до значения

йз = 50 МГц/1 МГц =50, что далеко от значения 300, которое можно было бы ожидать.

Транзисторы как переключатели

При определенных условиях биполярный транзистор (я - р-п или р-п-р) можно использовать как своего рода переключатель. На рис. 4.10 показано два способа реализации этой возможности.

На рис. 4.10, а показан электронный переключатель последовательного типа. Когда напряжение на базе равно нулю, транзистор заперт и, значит, на резисторе эмиттера Rs напряжение отсутствует. Хотя транзистор и не является переключателем в полном смысле слова, но он обеспечивает появление потенциала на выходе по команде от входного сигнала. Эта схема может пригодиться для случая, когда мощной нагрузкой должен управлять сигнал, который не может быть сильно нагружен. Потенциал, приложенный к базе, приводит транзистор Qi в режим насыщения, поэтому напряжение между коллектором и эмиттером (Укэ) для включенного состояния транзистора будет небольшим. Однако было бы ошибкой считать, что напряжение Укэ ничтожно мало. В некоторых случаях оно и правда невелико, но зато в



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [29] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126


0.0131