- •Кафедра радиотехники
- •Информация о дисциплине
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Объём дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень видов практических занятий и контроля
- •Раздел 6.
- •Раздел 7.
- •Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационной технологии
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1 Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.1.2 Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Лабораторные работы
- •2.5.2.1 Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.2.2 Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •Показатели и характеристики аналоговых электронных устройств
- •3.2.1.1.Основные определения и классификация аналоговых электронных устройств
- •3.2.1.2. Основные энергетические показатели усилителя и количественная оценка усиления
- •3.2.1.3. Искажения, вносимые усилителем
- •Частотные искажения
- •Фазочастотные искажения
- •3.2.1.5. Переходные искажения
- •3.2.1.6. Связь между переходной и частотной характеристиками
- •Нелинейные искажения
- •Методы количественной оценки нелинейных искажений
- •3.2.1.8. Помехи и шумы
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.2. Обратная связь и её влияние на показатели и характеристики аналоговых электронных устройств
- •3.2.2.1. Основные определения и классификация видов обратной связи
- •3.2.2.2. Эквивалентные параметры усилителя с обратной связью Обратная связь по напряжению последовательного типа
- •Обратная связь по току последовательного типа
- •Обратная связь по напряжению параллельного типа
- •Эквивалентное входное сопротивление усилителя с обратной связью Последовательное введение обратной связи
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.3. Транзисторный усилительный каскад
- •3.2.3.1. Постановка задачи и упрощающие предположения
- •3.2.3.2. Схемы включения транзистора и их обобщение.
- •3.2.3.3. Первичные параметры транзистора и методы расчёта технических показателей каскада для включения об, оэ, ок
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.4. Обеспечение и стабилизация режима работы транзисторов по постоянному току
- •3.2.4.1. Основные способы осуществления исходного режима транзистора
- •Дестабилизирующие факторы
- •3.2.4.2. Стабилизация исходного режима
- •Коллекторная стабилизация
- •Эмиттерная стабилизация
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.5. Каскады предварительного усиления
- •3.2.5.1. Резистивный каскад оэ
- •Выбор исходного режима
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.6. Оконечные усилительные каскады
- •3.2.6.1. Работа транзистора при больших уровнях сигнала Построение динамических характеристик
- •Выходная динамическая характеристика
- •Входная динамическая характеристика
- •Проходная и сквозная динамические характеристики
- •Режимы работы транзистора
- •3.2.6.3. Двухтактные оконечные каскады
- •Двухтактный каскад усиления в режиме «а»
- •3.2.6.4. Схемы двухтактных оконечных каскадов и их свойства
- •Двухтактные каскады с параллельным питанием
- •Двухтактные каскады с последовательным питанием
- •Вопросы для самопроверки
- •Операционные усилители
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.8. Устройства регулировки усиления, перемножения и деления сигналов Регуляторы усиления
- •Плавная регулировка усиления
- •Ступенчатые регуляторы
- •Устройства перемножения и деления сигналов
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.9. Усилители высокой чувствительности
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.10. Активные rc–фильтры
- •Звенья фнч и фвч первого порядка
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
- •3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ общие указания
- •Охрана труда и техника безопасности
- •Работа 1 исследование свойств отрицательной обратной связи
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V.Содержание отчёта
- •Работа 4 исследование оконечного каскада при работе транзисторов в режиме «а»
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчёта
- •3.5. Методические указания к проведению практических занятий
- •Практическое занятие № 1
- •Расчёт делителя в цепи базы транзистора Каскады предварительного усиления представляют собой обычно резис-тивный каскад оэ или ок с эмиттерной стабилизацией исходного режима ра-боты транзистора.
- •Для каскада ок, схема которого изображена на рис. 2:
- •Практическое занятие № 2 Расчёт элементов низкочастотной и высокочастотной коррекции частотных характеристик каскада
- •Практическое занятие № 3 Расчёт транзисторов оконечного каскада по выходной и входной цепям
- •4. Блок контроля освоения дисциплины Общие указания
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к её выполнению.
- •Методические указания к выполнению контрольной работы
- •Содержание расчётов
- •4.2. Задание на курсовой проект и методические указания по его выполнению
- •Задачи проектирования и порядок выполнения курсового проекта
- •4.2.2. Варианты заданий в зависимости от функционального назначения рассчитываемые усилите-ли делятся на основные четыре группы.
- •4.2.3. Выбор технических решений
- •4.2.3.1. Оконечный каскад
- •4.2.3.2. Выбор типа оконечных транзисторов
- •4.2.3.3. Энергетический расчёт режима оконечного каскада
- •Расчёт по выходной цепи и далее был выполнен в контрольной работе (раздел 4.1, пункты 1…15).
- •4.2.3.4. Расчёт коэффициента гармоник оконечного каскада
- •4.2.3.5. Предоконечный каскад
- •4.2.3.6. Блок предварительного усиления
- •Резистивные каскады оэ и ок
- •Каскад ои на полевом (униполярном) транзисторе
- •Дифференциальный каскад
- •4.2.3.7. Входные цепи
- •4.2.4. Построение схем и расчёт цепей общей отрицательной обратной связи
- •4.2.4.1. Выбор глубины общей оос
- •4.2.4.2. Построение схем общей оос
- •Цепь общей отрицательной обратной связи по переменному току
- •Расчёт цепи общей оос по переменному току
- •4.2.5. Проверка чувствительности усилителя
- •4.2.6. Питающие устройства
- •4.2.7. Построение структурных схем усилителей
- •Оформление курсового проекта
- •Курсовой проект должен содержать пояснительную записку с необходи-мым графическим материалом.
- •Тесты текущего контроля
- •Тест № 1
- •Тест № 2.
- •Тест № 3.
- •Тест № 4.
- •Тест № 5
- •Тест № 6
- •Тест № 7
- •Тест № 8
- •Правильные ответы на тренировочные тесты текущего контроля
- •Итоговый контроль вопросы к экзамену по дисциплине «схемотехника аналоговых электронных устройств»
- •Справочные данные транзисторов большой мощности
- •Содержание
3.2.4.2. Стабилизация исходного режима
При увеличении температуры окружающей среды в первую очередь увеличивается неуправляемый начальный ток коллекторной цепи Iкн. Этот ток, небольшой по абсолютной величине, вызывает значительные изменения (уве-личение) тока коллектора в прямом направлении, и, если не предусмотреть ни-каких мер, то коэффициент нестабильности, представляющий собой в общем виде
,
будет иметь значительную величину, что приведёт к лавинообразному процессу роста выходного тока и выходу транзистора из строя. Чтобы этого не произо-шло, в аналоговой аппаратуре предусмотрена стабилизация исходного режима транзистора.
Стабилизация может осуществляться как за счёт линейной отрицательной обратной связи, так и за счёт нелинейных цепей, компенсирующих изменение выходного тока, вызываемое дестабилизирующими факторами.
Основными схемами линейной стабилизации являются коллекторная и эмиттерная.
Коллекторная стабилизация
Принципиальная схема каскада с коллекторной стабилизацией для вклю-чения ОЭ приведена на рис. 5.4.
Из рис. 4.4 видно, что коллекторная стабилизация может быть получена на основе схемы смещения фиксированным током базы (рис. 4.1) посредством переключения резистора R0 с вывода источника питания на коллектор транзис-тора. Этим достигается зависимость тока в цепи R0 от величины исходного эмиттерного тока, поскольку потенциал коллектора относительно общей точки Uкэ0 = Ек – Iэ0Rк. в соответствии с [1], коэффициент нестабильности
. (4.8)
Из выражения (4.8) ясно, что наименьшее значение коэффициент неста-бильности будет иметь, если сопротивление коллекторной цепи по постоянно-му току велико. Идеальный случай, когда S = 1, то есть Rк , см. выражение (4.8). Но часто оказывается, что R0 >> Rк и тогда коэффициент нестабильности получается близким к величине , что соответствует нестабилизиро-ванному каскаду, т.к. при = 0,98…0,99 S имеет значения десятков и сотен единиц.
Таким образом, практические пределы уменьшения коэффициента неста-бильности S при использовании коллекторной стабилизации крайне ограниче-ны. К тому же в схеме ОЭ применение коллекторной стабилизации приводит к появлению параллельной отрицательной обратной связи по отношению к току базы и для переменного тока, что снижает усиление и входное сопротивление каскада. Обратная связь по переменному току может быть исключена, но это усложняет схему (деление R0 на две части и включение конденсатора между точкой их соединения и землей).
Эмиттерная стабилизация
Схема эмиттерной стабилизации для включения ОЭ приведена на рис.4.5.
Как видим, схема эмиттерной стабилизации получена на основе схемы смещения фиксированным напряжением базы (рис. 4.2). Благодаря делителю напряжение URb на резисторе Rb не изменяется, поскольку не зависит от пара-метров транзистора. Как упоминалось в 4.1, при увеличении температуры уве-личивается выходной ток, и, следовательно, возрастает падение напряжения URэ на резисторе Rэ, включённом в цепь эмиттера. Это означает, что напряжение смещения на базе Uбэ0 уменьшается, поскольку
Uбэ0 = URb – URэ .
Последнее обстоятельство приводит к тому, что ток через транзистор уменьшается, и рабочая точка стремится вернуться в исходное состояние (см. рис. 4.3, а и б). Таким образом, элементами эмиттерной стабилизации являются резисторы Ra, Rb и Rэ. Коэффициент нестабильности выразится как
. (4.9)
Из (4.9) следует, что для улучшения стабилизации сопротивления делите-ля следует выбирать по возможности малыми. Однако уменьшение Ra и Rb ограничивается возрастанием постоянного тока, потребляемого делителем от источника питания, а также – снижением входного сопротивления каскада. Из (4.9) также следует, что для уменьшения коэффициента нестабильности нужно увеличивать сопротивление резистора Rэ. Но величина Rэ определяется выбо-ром исходного режима транзистора и не может быть увеличена больше, чем это диктуется выбранным режимом работы транзистора по постоянному току. Ком-промиссным решением является выбор коэффициента нестабильности в преде-лах S = 3…7, а уже на основе заданного (выбранного) S делается расчёт делите-ля в цепи базы.
Конденсатор Сэ (рис. 4.5), включённый параллельно Rэ, ставится для ис-ключения внешней отрицательной обратной связи для переменного тока, сни-жающей коэффициент усиления каскада, и никакого отношения к стабилизации исходного режима работы не имеет.