Зміст
Введення
1. Включення транзистора за схемою із загальним емітером
2. Включення транзистора по схемою із загальною базою
3. Включення транзистора по схемою з загальним колектором
4. Робота підсилюючих каскадів в області низьких частот
5. Робота підсилюючих каскадів в області високих частот
6. Диференціальний каскад
Бібліографічний список
В
Введення
Підсилювальні каскади РЕА будь ступеня складності можуть бути представлені у вигляді різних комбінацій трьох основних схем включення транзисторів: з загальним емітером (ОЕ), із загальним колектором (ОК) і з загальною базою (ПРО). (Для польових транзисторів - відповідно: із загальним витоком (ОІ), загальним стоком (ОС) і загальним затвором (ОЗ).) Таку назву схеми включення отримали в залежності від того, який електрод транзистора є спільним як для вхідного ланцюга (джерела сигналу), так і для вихідний ланцюга (навантаження).
Для спрощення розгляду характеристик підсилювальних каскадів будемо застосовувати npn транзистори, хоча всі міркування залишаться справедливими і для транзисторів pnp, необхідно тільки буде змінити полярність живлячих напруг і полярність включення електролітичних конденсаторів, якщо вони є в схемі.
В
1. Включення транзистора за схемою із загальним емітером
Принцип роботи схеми з ОЕ розглянемо на прикладі малюнка 1. Припустимо, що за допомогою дільника напруги R1 і R2 заданий такий режим, що в колекторі протікає струм 1 мА, а напруга на колекторі становить 5 В; тобто транзистор знаходиться в активному режимі. Розгляд будемо проводити для області середніх частот, коли впливом розділових конденсаторів (С Р.ВХ , З Р.Н ) можна знехтувати, блокувальний конденсатор З БЛ можна розглядати як коротке замикання відповідного висновку схеми на загальну шину, а вплив паразитних ємностей і інерційність транзистора ще не позначається.
В
Рис. 1. Підсилювальний каскад з включенням транзистора по схемі з ОЕ
Якщо вхідна напруга Е З підвищити на невелику величину, то колекторний струм також збільшиться. Оскільки вихідні характеристики транзистора проходять майже горизонтально, можна зробити припущення, що струм колектора I К залежить тільки від і не залежить від напруги колектор-емітер. Тоді прирощення струму колектора складе:
,
де S - крутизна прямої передачі (параметр Y 21 у схемі з ОЕ). p> Прирощення струму колектора протікає через паралельно з'єднані резистори R 3 і R Н , тобто через деякий еквівалентне опір R н.е , отже, вихідна напруга отримує прирощення:
.
В
Таким чином, схема забезпечує коефіцієнт посилення по напрузі:
. (1)
(Знак "мінус" означає, що фаза вихідного напруги інвертована по відношенню до вхідного.)
Більш точний аналіз, що враховує кінцеве вихідна опір транзистора r КЕ , дає наступний результат:
| | r КЕ ).
При опорі R н.е = 1 Вё 5 кОм і опорі r КЕ В»100 кОм читачеві пропонується самостійно переконатися в допустимості застосування наближеного виразу (1) для визначення коефіцієнта посилення по напрузі.
Наближено можна вважати, що:
,
де r Е = j Т /I Е В»j Т /I К .
Тоді вираз (1) можна представити у вигляді:
(2)
Якщо R Н відсутня, вираз можна представити таким чином:
В
тобто коефіцієнт посилення пропорційний падіння напруги на колекторному опорі R
Якщо припустити, що в колекторної ланцюга встановлено деякий опір, що прагне до нескінченності (принаймні, виконати умову R 3 >> r КЕ ), гранично можливий коефіцієнт посилення одиночного каскаду можна визначити як:
В
Для сучасних npn транзисторів може скласти 4000 Вё 7000, для транзисторів типу pnp - 1500 Вё 5500.
Вхідний опір схеми з ОЕ без урахування впливу дільника напруги в ланцюзі бази визначається через h-параметри еквівалентної схеми:
, (3)
де r Б = 30 Вё 50 Ом - об'ємний опір бази транзистора.
Вплив вхідного опору істотно позначається на підсилювальні властивості схеми, якщо опір джерела сигналу R C В№ 0 .
Дійсно, між вхідним опором підсилювача і вихідним опором джерела сигналу R C утворюється дільник напруги, в результаті коефіцієнт посилення напруги джерела сигналу Е З зменшується:
.
Без суворих доказів вихідний опір схеми з ОЕ можна прийняти рівним:
, (4)
тобто вихідний опір, по суті, паралел...
