Принцип усиления на примере с общей базой.

Рис.2.4

Потенциальный барьер увеличился, значит, переход закрыт.

Ширина базы должна быть гораздо меньше диффузионной длины дырок (W<<L_p).

Ток эмиттера приблизительно равен току коллектора, а точнее I_к=I_э , где :

 - коэффициент передачи эмиттерного тока, <1.

А ток базы меньше, либо равен току коллектора: I_к=I_б , где  - коэффициент передачи базового тока, >>1.

Входная цепь транзистора – низкоомная, значит, для создания определенного тока эмиттера необходимо на входе приложить малое напряжение. Выходная цепь – высокоомная, значит, можем включить на выходе достаточно большое сопротивление коллектора, соответственно, выделяется усиленное напряжение, т.е. на выходе ток почти такой же, а сопротивление больше.

+ЕА

Одиночный усилительный каскад с общим эмиттером.

Тепловой ток Iк0– это обратный ток коллекторного перехода. Этот ток обусловлен неосновными носителями заряда.

I_к =  I_э + I_к0

Эффективная масса дырки больше, чем у электрона, поэтому быстродействие p-n-p транзистора уменьшается.

Рис.2.6

Между источником сигнала и усилителем есть разделительный конденсатор C_p1 для того, чтобы переменная составляющая нагрузки попадала на вход усилителя. На выходе усилителя стоит разделительный конденсатор C_p2 для того, чтобы постоянная составляющая не попадала на нагрузку.

2. Рабочая точка – точка плоскости входных, выходных и других характеристик усилителя, связывающая текущее значение тока по напряжению.

При отсутствии воздействия мы задаем исходную рабочую точку.

Входные характеристики Выходные характеристики

А

Рис.2.8

В – режим работы класса В;

АВ – режим работы класса АВ.

При больших токах на линейном участке вольт-амперной характеристики -режим работы класса А. При таком режиме усилитель дает малые нелинейные искажения – наиболее желательный участок работы.

В режиме класса В ток протекает только в течение полупериода. Этот режим экономичный, так как не тратится мощность на смещение, но этот режим двухтактный: режим требует двух каскадов, двух транзисторов усиления.

В режиме класса АВ ток протекает через один транзистор больше, чем полупериод. Этот режим также требует двухтактного включения, как и режим В, но лучше, так как этот режим дает меньшие нелинейные искажения.

E_к = I_к R_к + U_кэ;

I_к = E_к/R^’_к .

В рабочая точке С^’ закрыты оба перехода. Ток на выходе очень маленький и равняется I_к0.

В режиме отсечения транзистор закрыт.

В точке С^” оба перехода открыты. В режиме насыщения внутреннее сопротивление транзистора очень маленькое, а токи большие.

U_{кэ п}>U_{вых п} ;

U_{кэ п} + U_{вых т}<U_{кэ доп}.

Лекция № 3

1. Расчет по постоянному току.

2. Расчет по переменному току.

1. Расчет по постоянному току.

Рис.3.1

R-C-цепочка

I_ко

I_ко^* >> I_ко;

I_ко^* = (β+1) I_ко .

А

А

Рис.3.2

Рис.3.3

Сопротивления R₁ и R₂ – делители, обеспечивающие положительное смещение эмиттера на переходах.

I_ко^* - сквозной ток перехода;

Для схемы с общим эмиттером: I_к = β I_б + I_б^*, где β>>α.

β – коэффициент передачи базового тока;

β= α /(1-α);

∆I_к = ∆β I_б + ∆I_ко^*;

R_Э- элемент отрицательной обратной связи по постоянному току.

R-C-цепочка термостабилизации, осуществляет постоянную обратную связь, уменьшает уход I_к.

р.m. : I_кп ,U_кэп;

I_бп=(I_кп-I_ко­^*)/ β;

U_эп=(0,1÷0,3)Е_к;

I_эп=( β+1) I_бп+ I_ко­^*;

R_Э= U_эп /I_эп.

Если задать режим на входе, то выбирается I_дел :

I_дел=(2÷5) I_бп;

U_бп= U_эп+ U_бэп;

R₂=U_бп/I_дел;

R₁= (Е_к –U_бп)/(I_дел+I_бп).

Рассчитываем основные параметры усилителя:

2. Расчет по переменному току.

Транзисторный каскад нужно представить в виде эквивалентной схеме (существуют несколько вариантов и параметров)

Расчет с помощью физических эквивалентных схем.

Биполярные транзисторы представляются Т-образной эквивалентной физической схемой.

Средние частоты:

На средних частотах емкости не влияют на сопротивление.

Рис.3.5

R₁//R₂ – делитель;

|^-_^-|- транзистор;

r_б- объемное сопротивление базы;

r_э- дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода;

r_э= ∆U_бэ/∆I_бэ;

r_э=γ_т/I_{э ,} где γ_т-транзисторный ток =0,025 В;

r_к^*- дифференциальное сопротивление между выводами К-Э;

r_к^*<< диф. сопротивление К-го перехода;

r_к= ∆U_кб/∆I_к.

r_к большое => переход закрыт.

В схеме с ОЭ за счет того, что оба вывода подключены к эмиттеру:

r_к^*= ∆U_кэ/∆I_к= r_к/(β+1);

r_к^*<< r_к;

K_н, K_i, R_вых, R_вх – основные параметры усилителя.