- •Глава 1. Основные теории электрических цепей и сигналов.
- •§1. Основные понятия теории электрических цепей.
- •§ 2. Элементы электрических цепей и их уравнения. Классификация цепей по признаку линейности.
- •§ 3. Зависимые (управляемые) источники.
- •§ 4.Топологические параметры. Электрическая цепь и уравнение соединений.
- •Глава 2. Электрические цепи при гармоническом воздействии.
- •§1. Основные понятия линейных цепей. Среднее и действующее значение синусоидального тока.
- •§2. Гармонические колебания. Изображение синусоидальных токов векторами и комплексными числами.
- •§3. Комплексная форма уравнений элементов.
- •§3.1. Цепь переменного тока с резистором, активная мощность.
- •§3.2. Цепь переменного тока с индуктивностью, реактивная мощность.
- •§3.3. Цепь переменного тока с емкостью.
- •§3.4. Расчет цепи с реальной индуктивностью.
- •§3.5. Расчет активно-емкостной цепи, треугольники напряжений, сопротивлений; мощность.
- •§4. Колебательные контуры и их частотные характеристики.
- •§4.1. Последовательный колебательный контур.
- •§4.2. Резонанс напряжения.
- •§4.3. Свободные колебания в реальном lc - контуре.
- •§4.4. Уравнение резонансной кривой последовательного контура.
- •§4.5. Вынужденные колебания в параллельном колебательном контуре. Резонанс токов.
- •§4.6. Связанные контуры как полосовой фильтр.
- •Глава 5. Электронные приборы.
- •§1. Классификация электронных приборов.
- •В газоразрядных (или ионных) приборах движение электронов происходит в атмосфере инертных газов. Электрические процессы в них представляют собой разряд в газе.
- •§2. Полупроводниковые приборы.
- •§2.1. Собственная электропроводность.
- •§2.2. Примесные полупроводники.
- •§2.3. Электронно-дырочный переход.
- •§3. Полупроводниковые диоды, их свойства и назначение.
- •§3.1. Применение полупроводниковых диодов для выпрямления переменного тока.
- •§3.2. Полупроводниковые стабилитроны.
- •§3.3. Варикапы.
- •§3.4. Тиристор.
- •§3.5. Оптоэлектронные устройства.
- •§3.6. Фотодиоды.
- •§4. Полевые транзисторы.
- •§4.1. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом.
- •§4.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором.
- •§4.3. Дифференциальные параметры полевых транзисторов.
- •§ 5. Биполярные транзисторы.
- •§ 5.1. Статические характеристики. Дифференциальные параметры транзистора.
- •§ 5.2. Определение н-параметров транзисторов по характеристикам.
- •Глава 6. Усилители.
- •§1. Основные показатели.
- •§2. Резисторный усилитель напряжения.
- •Из последней формулы следует, что для расширения полосы пропускания усилителя в сторону верхних частот необходимо уменьшать с0Rэ.
- •§3. Дифференциальный усилитель.
- •§4. Операционные усилители.
- •§5. Основные схемы включения операционных усилителей.
- •§6. Обратная связь в усилительных устройствах.
- •Коэффициент передачи усилителя с обратной связью:
- •§7. Диаграмма Найквиста
- •§8. Повышение стабильности усиления и расширение полосы
- •§9. Частотно-зависимая обратная связь
- •При малых относительных расстройках .
§2. Резисторный усилитель напряжения.
У силитель, в котором в выходной цепи активного прибора включен резистор, называется резисторным. На рис. 1 приведены основные схемы одного каскада усилителя на биполярном транзисторе (а), полевом транзисторе (б) и электронной лампе (в).
С сопротивления R снимается усиленное напряжение и подается на следующий каскад. Линейность усиления обеспечивается правильным выбором режима работы активного элемента. Рабочая точка выбирается на середине прямолинейного участка передаточной характеристики.
Для установления необходимого режима работы биполярного транзистора на его базу с помощью делителя R1, R2 подается напряжение смещения Uсм. Для стабилизации работы транзистора при изменении температуры в цепь эмиттера включается резистор Rэ. Чтобы сопротивление Rэ не влияло на переменный ток, его шунтируют емкостью Сэ, такой чтобы выполнялось неравенство . Назначение конденсаторов Си и Ск такое же, как Сэ.
Напряжение смещения на затворе полевого транзистора обеспечивается резистором Rи. Аналогичную роль играет сопротивление Rк в цепи катода электронной лампы.
Чтобы не было постоянного напряжения на выходе усилителя, включается разделительный конденсатор Ср. Резисторы Rк (а), Rс (б), Rа (в) являются нагрузками усилителей.
Для анализа работы усилителей и их расчета применяют схемы замещения. В схемах замещения не учитываются элементы, задающие режим работы. Это источники питания, ячейки смещения, цепи температурной стабилизации.
В схемах замещения активный прибор заменяется эквивалентным источником тока с внутренней проводимостью Gi = 1/Ri . При построении схемы замещения биполярного транзистора, полевого транзистора или лампы рассматривается эквивалентная схема только выходной цепи.
Емкость С0 включает в себя межэлектродную емкость активного элемента, а также емкость внешней цепи, шунтирующей нагрузочный резистор Rн и емкость монтажа.
Эквивалентная схема каскада резисторного усилителя (рис. 2) является обобщенной, применимой к любому активному элементу. В случае транзисторного усилителя под крутизной S следует подразумевать величину h21э/Rвх, а под Gi – параметр h22. В схеме замещения учитывается также разделительный конденсатор Ср и сопротивление R.
Коэффициент передачи усилителя по напряжению в широкой области частот удобно вычислять для трех частных случаев.
Первый случай: область средних частот. Для средних частот справедливы неравенства
При этом обеими емкостями можно пренебречь, учитывая, что емкость Ср включена последовательно с R и падение напряжения на ней гораздо меньше выходного напряжения; а емкость С0 включена параллельно R и ток, текущий через нее, гораздо меньше тока через любой из резисторов. Тогда упрощенная эквивалентная схема для средних частот принимает вид, представленный на рис. 3. Коэффициент передачи схемы
где , , .
Если R>>Ri , то .
Второй случай: область верхних частот.
Д ля верхних частот справедливы неравенства: .
Поэтому емкостью разделительного конденсатора можно пренебречь, а емкость С0 необходимо учитывать. Эквивалентная схема усилителя для верхних частот представлена на рис.4. Коэффициент передачи схемы , где , - проводимость цепи. Тогда , .
Модуль коэффициента передачи Кв равен: .
Неравномерность амплитудно-частотной характеристики определяется коэффициентом частотных искажений
Значение допустимых частотных искажений зависит от области применения усилителя. Граничными частотами принято считать такие частоты, на которых коэффициент усиления уменьшается в раз:
или
или отсюда .