Главная Движение носителей электрических зарядов



a считая /к = О, что имеет место при холостом ходе со стороны выходных за>химов, находят на оси абсцисс вторзтю точку f/ = = Ек- Проведенную между этими точками линию называют нагрузочной линией постоянного тока или ноярузочной прямой постоянного тока. На рис. 18.9 построено семейство из двух нагрузочных линий постоянного тока, соответствзтощих двум значениям сопротивления нагрузки Ri и Як2 и напряжению Е. Наклон прямых определяется соответственно углами ai и а.2, где ai = arcctg Якь «2 = arcctg Яг- Если значения Ек (Rk - const) другие, то на-Рис. 18.9 грузочные линии переместятся парал-

лельно вправо или влево. Нагрузочные линии строят на семействе выходных статических характеристик, точки пересечения с которыми определяют значения = =/(к) для заданных значений Як и Ек и различных значений токов базы /g. Например, показанная на рис. 18.9 нагрузочная линия, соответствующая значениям Якь Ек и току базы /бз, определяет ток коллектора Joki и напряжение на выходе C/oki.

В многокаскадных усилителях выходные цепи через разделительный конденсатор С нагружены входным сопротивлением следзющего каскада, которое в большей части полосы рабочих частот можно считать активным Яд. По переменному току нагрузочное сопротивление усилителя равно не Як, а Як [ Я так как сопротивление Я„ включено параллельно резистору Я (ол. рис. 18.8,6). Нагр}зочная линия каскада, когда по цепи протекает перемешшй ток, отличается от нагрузочной линии постоянного тока и назьшается нагрузочной линией переменного тока. Нагрузочная линия переменного тока пересекается с нагрззочной линией постоянного тока в так называемой начальной рабочей точке, так как в момент прохождения переменного сигнала через нуль рабочая точка находится в начальном положении. Наклон нагрузочной линии переменного тока определяется углом а = arcctg (Як Яд). На рис. 18.9 она проходит через начальную рабочую точку А круче соответствующей нагрузочной прямой постоянного тока при Як = Як1 (пунктир на рисунке).

Кходная щшшжт&жш характеристЕжа - это зависг-мость 1 = fiU) в динамическом режиме. Для схемы усилителя с транзистором, включенным по схеме с ОЭ,-это зависимость /б =/(С/б)- Графически ее строят путем переноса точек пересечения натрз-зко-й пржмой со статическими выходными характеристиками на семейство входных стати-чеа;их характеристик. Поскольку входные статические характеристики для разных значений С/к отличаются очень незначительно, обычно в качестве динамичежой входной характеристики использувэт усредненную входную статическую характеристику (кривая 1 на рис. 18.10,6).

Проходная динамическая хараютеристика - это зависимость их - =/(С/вх) или /вых=/(7вх) в динамическом режиме. Для усилителя




Рис. 18.10

С траюисгором, включенным по схеме с ОЭ,-это зависимость /к = =/(1б) или /к = /(/б). Вид проходной характеристики =/(/б) показан на рис. 18.10, а (кривая 2).

§ Рабочая точка. ГХрЕшцип работы у№1ителя

Принцип работы усилителя рассмотрим на примере усилительного каскада (см. рис. 18.8, а). В отсутствие усиливаемого сигнала при подаче на эмиттерный и коллекторный переходы напряжения смещения в цепях транзистора проходят постоянные токи /об во входной цепи и /дк в выходной, а на входных и выходных зажимах (нуль в индексах величин означает, что рассматривается режим по постоянному току) устанавливаются соответственно напряжения [/об, равное напряжению смещения на эмиттерном переходе, и С/рк, определяемое э. д. с. источника питания £к и сопротивлением резистора 1?к в соответствии с уравнением (18.23). .

Как было сказано ранее, эти значения токов и напряжений определяют положение точки на статических характеристиках, которую называют начальной рабочей точкой.

Если на вход усилителя подается сигнал, например синусоидальной формы щ = UcmSinot [график «<. =f{t) на рис. 18.10,о], то он алгебраически суммируется с постоянным напряжением смещения на эмиттерном переходе и рабочая точка А перемещается между точками В и С.

В отрицательные полупериоды напряжение сигнала складывается с отрицательным напряжением смещашя, напряжение смещения базы



увеличивается, в результате чего увеличивается ток базы и коллекторный ток и рабочая точка плавно перемещается из положения А и А соответственно в положение С и С. В положительные нолунериоды напряжение сигнала, складываясь с отрицательным напряжением смещения, снижает напряжение смещения базы, поэтому токи базы и коллектора уменьщаются, а рабочая точка плавно перемещается в положение В и В. На выходной характеристике соответственно С" и В". Токи «Б и гк изменяются в фазе с изменениями мгновенного значения суммарного напряжения С/дб + «с- В цепи источник э. д. с. смещения - коллекторный переход проходит пульсирующий ток, состоящий из постоянной Iqk и переменной гк составляющих тока такой же формы, как и входной сигнал. Переменная составляющая тока создаст на резисторе Ry; падение напряжения, амплитуда которого ит равна амплитуде выходного сигнала С/выхт- При этом напряжение на резисторе изменяется синфазно, а выходное напряжение находится в противофазе с напряжением сигнала (рис. 18.10, в). При большом сопротивлении Rr амплитуда выходного сигнала U,,„ значительно больще амплитуды напряжения сигнала Um (напряжение сигнала порядка десятка милливольт, ток - десятка микроампер, а выходное напряжение порядка нескольких вольт, ток - нескольких миллиампф). Таким образом, в приборе происходит усиление как напряжения, так и тока сигнала, а следовательно, и мощности.

К. п. д. усилителя равен отнощению мощности сигнала на выходе Рвъа к мощности, потребляемой активным элементом от источника

питания Ро- В рассмотренном случае Рвых = у С/вых„/вых«, = уС/кк™,

где С/к,„ и 7ки - соответственно амплитуды коллекторных напряжения и тока.

Так как мощность, потребляемая усилителем, усилителя

причем, поскольку [/кт < toK. 1кт < 7ок> к. п. д. усилителя (по схеме с ОЭ) меньше 50%.

В реальных схемах усилителей содфжится кроме резистора R еще ряд пассивных элементов.

§ 18.6. Режимы работы усилительных каскадов

Для того чтобы форма переменной составляющей тока на выходе усилителя совпадала с формой подаваемого на вход сигнала, зависимость между ними должна быть линейной. Поскольку транзистор является нелинейным элементом, возможно искажение сигнала. Наличие или отсутствие искажения зависит как от амплитуды сигнала, так и от выбора положения начальной рабочей точки на нагрузочной линии.



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] 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0117