- •Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»
- •Электроника Конспект лекций
- •Предисловие
- •Введение
- •Лекция 1. Полупроводниковые материалы, конструкция и свойстваp-nперехода
- •1.1. Полупроводниковые материалы
- •1.2. Получение односторонней проводимости
- •1.3. Виды пробояp-nперехода
- •1.4. Ёмкостиp-nперехода
- •1.5. Конструктивное исполнениеp-nперехода
- •Лекция 2. Полупроводниковые диоды, основные параметры и классификация. Режим нагрузки полупроводниковых диодов. Графический и аналитический методы расчёта схем
- •2.1. Полупроводниковые диоды
- •2.2. Классификация и система обозначения полупроводниковых диодов
- •2.3. Режим нагрузки полупроводниковых диодов
- •Лекция 3. Применение полупроводниковых диодов. Однофазные выпрямители
- •3.1. Классификация и основные параметры выпрямителей
- •3.2. Однофазный однополупериодный выпрямитель
- •3.3. Однофазный двухполупериодный выпрямитель
- •3.3. Однофазный мостовой выпрямитель
- •Лекция 4. Сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения. Работа выпрямителей на активно-ёмкостную нагрузку. Схемы с умножением напряжения
- •4.1. Пульсации выпрямленного напряжения
- •4.2. Сглаживающие фильтры
- •4.3. Работа выпрямителя на ёмкостный фильтр
- •4.4. Схемы с умножением напряжения
- •4.5. Внешняя характеристика выпрямителя с ёмкостным фильтром
- •Лекция 5. Полупроводниковые стабилитроны. Параметры, классификация, анализ работы схемы параметрического стабилизатора напряжения
- •5.1. Основные параметры стабилитронов
- •5.2. Классификация и система обозначения стабилитронов
- •5.3. Параметрический стабилизатор напряжения
- •5.4. Анализ работы схемы параметрического стабилизатора напряжения
- •Лекция 6. Транзисторы биполярные. Классификация, система обозначений, принцип действия, основные параметры, схемы включения и режимы работы
- •6.1. Биполярные транзисторы
- •6.2. Принцип действия биполярного транзистора
- •6.3. Схемы включения биполярного транзистора и их основные параметры
- •6.4. Режимы работы транзистора
- •Лекция 7. Статические характеристики транзисторов
- •7.1. Статические характеристики транзистора в схеме об
- •7.2. Статические характеристики транзистора в схеме оэ
- •7.3. Статические характеристики транзистора в схеме ок
- •Лекция 8. Работа транзистора в режиме нагрузки. Схема однокаскадного усилителя. Классы усиления
- •8.1. Работа транзистора в режиме нагрузки
- •8.2. Схема однокаскадного транзисторного усилителя
- •8.3. Класс усиления а
- •8.4. Класс усиления в
- •8.5. Класс усиления с
- •8.6. Класс усиленияD(ключевой режим работы транзистора)
- •Лекция 9. Влияние температуры на работу транзистора в режиме нагрузки. Схемы термостабилизации
- •9.1. Схема термостабилизации с оос по току базы
- •9.2. Схема термостабилизации с оос по напряжению база-эмиттер
- •Лекция 10. Влияние частоты усиливаемого сигнала на работу транзистора. Частотные характеристики однокаскадных транзисторных усилителей
- •10.1. Влияние частоты усиливаемого сигнала на работу транзистора
- •10.2. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя оэ
- •10.3. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя ок
- •10.4. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя об
- •Лекция 11. Двухкаскадные усилители
- •11.1. Двухкаскадный усилитель оэ-оэ
- •11.2. Двухкаскадный усилитель ок-оэ (схема Дарлингтона)
- •11.3. Двухкаскадный усилитель оэ-об (каскодный усилитель)
- •11.4. Дифференциальный усилитель
- •Лекция 12. Полевые транзисторы. Классификация, принцип действия, основные параметры, схемы включения и режимы работы
- •12.1. Классификация полевых транзисторов
- •12.2. Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющимp-n переходом
- •12.3. Устройство и принцип действия полевых транзисторов с изолированным затвором
- •12.4. Основные параметры полевых транзисторов
- •12.5. Схемы включения полевого транзистора и их основные параметры
- •Лекция 13. Работа полевого транзистора в режиме нагрузки. Схема однокаскадного усилителя. Влияние температуры. Частотные и шумовые характеристики
- •13.1. Работа полевого транзистора в режиме нагрузки
- •13.2. Влияние температуры на работу полевого транзистора
- •13.3. Частотные характеристики полевых транзисторов
- •13.4. Шумовые характеристики полевых транзисторов
- •Лекция 14. Тиристоры, принцип работы, классификация и основные параметры
- •14.1. Устройство и принцип работы тиристора
- •14.2. Переходные процессы при открывании и закрывании тиристора
- •14.3. Влияние скорости нарастания прямого напряжения на работу тиристора
- •14.4. Классификация и система условных обозначений
- •Лекция 15. Применение динисторов и не запираемых тиристоров. Генератор пилообразного напряжения. Регулируемый выпрямитель. Закрывание тиристора в цепи постоянного тока
- •15.1. Генератор пилообразного напряжения (гпн)
- •15.2. Схема управления тиристором
- •15.3. Применение тиристоров. Управляемый выпрямитель
- •15.4. Закрывание тиристора в цепи постоянного тока
- •Лекция 16. Запираемые тиристоры. Симметричные тиристоры – симисторы
- •16.1. Запираемые тиристоры
- •16.2. Симметричные тиристоры – симисторы
- •16.3. Применение симисторов. Регулятор переменного напряжения
- •Лекция 17. Светодиоды. Фотодиоды. Оптоэлектронные устройства
- •17.1. Светодиоды
- •17.2. Фотодиоды
- •17.3. Оптроны
- •Лекция 18. Аналоговые интегральные микросхемы
- •18.1. Классификация аналоговых интегральных микросхем
- •18.2. Применение аналоговых интегральных микросхем
- •Библиографический список
10.2. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя оэ
Схема усилителя ОЭ представлена на рис. 10.3. Она аналогична схеме на рис. 9.3, так как для нормальной работы усилителя термостабилизация обязательна.
Рис. 10.3. Схема усилителя ОЭ
Амплитудно-частотная характеристика усилителя ОЭ представлена на рис. 10.4. Входное сопротивление транзистора в схеме ОЭ примерно 100…1000 Ом, выходное 104105Ом (см таблицу 6.1), поэтому амплитудно-частотная характеристика получается достаточно равномерной в области средних частот (500 Гц – 50 кГц). На низкой частоте (менее 200 Гц) коэффициент усиления по напряжению снижается из-за влияния разделительной ёмкости С. В области высоких частот сказывается влияние ёмкости коллекторного перехода, и коэффициент усиления по напряжению также снижается.
Рис. 10.4. Амплитудно-частотная характеристика усилителя ОЭ
10.3. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя ок
Схема усилителя ОК представлена на рис. 10.5. По сравнению со схемой ОЭ в ней отсутствует конденсатор Сэ, так как выходной сигнал снимается с Rэ, и конденсатор оказывал бы паразитное шунтирующее действие.
Амплитудно-частотная характеристика усилителя ОК представлена на рис. 10.6.
Рис. 10.5. Схема усилителя ОК
Входное сопротивление транзистора в схеме ОК зависит от коэффициента передачи тока базы транзистора и сопротивления нагрузки Rн(+1), а выходное составляет примерно 10…100 Ом (см таблицу 6.1), поэтому амплитудно-частотная характеристика получается ещё более равномерной, чем у схемы ОЭ.
Рис. 10.6. Амплитудно-частотная характеристика усилителя ОК
На низкой частоте (менее 100 Гц) коэффициент усиления по напряжению из-за влияния разделительной ёмкости С снижается гораздо меньше, так как входное сопротивление высокое. Поскольку нагрузка включена в эмиттер, то в области высоких частот влияние ёмкости коллекторного перехода практически не сказывается, и коэффициент усиления по напряжению снижается уже из-за инерционности перемещения носителей зарядов через область базы.
К сожалению, обладая самой равномерной амплитудно-частотной характеристикой, усилитель ОК не усиливает сигнал по напряжению, KU< 1.
10.4. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя об
Схема усилителя ОБ представлена на рис. 10.7. По сравнению со схемой ОЭ в ней также отсутствует конденсатор Сэ, так как входной сигнал поступает на Rэ, и конденсатор оказывал бы паразитное шунтирующее действие.
Амплитудно-частотная характеристика усилителя ОБ представлена на рис. 10.8.
Рис. 10.7. Схема усилителя ОБ
Входное сопротивление транзистора в схеме ОБ составляет примерно 10…100 Ом, а выходное 105106Ом (см таблицу 6.1), поэтому амплитудно-частотная характеристика получается существенно неравномерной.
Рис. 10.8. Амплитудно-частотная характеристика усилителя ОБ
На низкой частоте (менее 2 кГц) коэффициент усиления по напряжению снижается из-за влияния разделительной ёмкости С, образующей делитель напряжения с малым входным сопротивлением транзистора. В области высоких частот сказывается влияние ёмкости коллекторного перехода, и коэффициент усиления по напряжению также снижается.
Преимуществом схемы ОБ является самый большой коэффициент усиления по напряжению KU= 100…200. Существенное уменьшениеKUна низкой частоте является недостатком схемы, но этот недостаток сравнительно просто исключается – схему ОБ применяют для усиления сигналов на высокой частоте (радио диапазон), применяя в ней высокочастотные транзисторы.
Контрольные вопросы
1. Чем объясняется зависимость коэффициента усиления транзисторного усилителя от частоты?
2. Почему амплитудно-частотные характеристики усилителей ОЭ, ОК и ОБ различны?
3. Как влияет величина разделительной ёмкости на входе усилителя на вид АЧХ?