Конспект лекций № 1-15 дисциплины "Электроника и схемотехника" (Физические основы и элементы полупроводниковых приборов. Полевой транзистор со встроенным каналом МОП, МДП), страница 5

Если построить на одном графике семейство выходных характеристик транзистора и линию нагрузки («ВАХ нагрузки»), то по пересечению линии нагрузки, характеристики транзистора при заданном токе базы можем определить рабочую точку транзистора.

Точка 1 называется область отсечки, при Iк=0 – усиления нет.

Точка 2 и выше называется область насыщения. Iб очень большой, транзистор полностью открыт, усиления нет, Iк=max, UВАХ ≈0.

Между точками 1 и 2 – активная область или область усиления. Изменение Iб приводит к изменению U на выходе.

При положительной волне такого сигнала, когда напряжение достигнет 0,6-0,7 В, транзистор начнет открываться и его рабочая точка начнет двигаться вверх от точки 1. Усиливается часть положительной полуволны.

Если на вход транзистора подать сигнал с постоянной составляющей 0,6-0,7В, то при нулевом сигнале транзистор будет находиться на границе активной области. Будет усиливаться положительная полуволна полностью. Такой режим называется режимом Б. если постоянная составляющая будет больше 0,6-0,7 В, то рабочая точка покоя будет расположена внутри активной области (в идеале на середине линии нагрузки). Когда при положиельной полуволне транзистор будет открываться еще більше, а при отрицательной призакрываться (усиливаются обе полуволны, такой режим называется режимом А). режим Д – импульсный режим(транзистор может быть или полностью открытым, или полностью закрытым).

Ток колектора слабо зависит от напряжения колектора-эммитера, потому транзистор можна рассматривать как генератор тока.

Iк слабо зависит от UКЭ, поэтому транзистор можно рассматривать как генератор тока.

 учитывается только при больших .

Лекция 8

UВЫХК-IКRКК-IЭRК

Крутизна           

                

 относить к выходному сопротивлению источника сигнала .

Пусть

При очень больших

Приведённые формулы справедливы если обеспечен линейный режим. Если RЭ=0, то весь диапазон изменения Uвх не превышает .

Выгодно уменьшать RЭ, однако каскад сильнее нагружает источник сигнала и снижается температурная стабильность.

UBX=10 mB                  KU=20                   E=10 B                IЭ=1 mA

UK=5B  (половина напряжения)

Усилительный каскад с ОЭ с отрицательной обратной связью по току

R5 – внутренняя нагрузка, получаем сигнал в виде напряжения.­

R4 – задаёт отрицательную обратную связь на постоянном токе, что обеспечивает температурную стабильность.­

C2, R3 – шунтируют на переменном токе благодаря чему получаем высокий коэффициент усиления с сохранением температурной стабильности.

R1, R2 – делитель напряжения. Выполняет функции источника напряжения смещения.

C1, C3 – разделительные конденсаторы. Устраняют влияние на постоянном токе источника сигнала усилителя и нагрузки.

            Действие отрицательной обратной связи можно объяснить следующим образом. С помощью R1 и R2 формируется напряжение Uб, которое не зависит ни от температуры, ни от режима работы транзистора. Транзистор откроется и перейдёт в такой режим, что бы Uбо=0,6..0,7В.

Если транзистор сильнее, чем надо, то вырастет UЭ и UБЄ=UБ-UЄ снизиться, и транзистор начнёт призакрываться.

Лекция 9

С помощью R4 сделать низкий коэффициент усиления. С помощью R3 можем выбирать нужный нам коэффициент усиления на переменном токе.

Конденсаторы образуют фильтры высоких частот соединенных последовательно. Для обеспечения нижней граничной частоты полос пропускания необходимо чтоб частоты среза были ниже этой граничной частоты.

Пример расчета.

Рассчитать усилительный каскад с отрицательно-обратной связью.

1) Выберем напряжение покоя:

Выбираем напряжение на базе:

Удачный компромисс между глубиной отрицательно-обратной связью и диапазоном выходного сигнала обеспечивается выбором    

2)

3)      

Напряжение, которое формируется делителем должно как меньше зависеть от режима работы схемы. С этой точки зрения нужно брать низкоомные резисторы. Ток протекающий через резистор от источника питания создает бесполезную рассеиваемую мощность. R1 и R2 уменьшают входное сопротивление усилителя. Следовательно, их сопротивления лучше брать побольше. (Н-р: КТЗ15 (h21э=40); КТЗ102Е (h21э=250); ВС847С (h21э=420)).

4) Расчет R3:                 

5) Входное, выходное сопротивление:      Rвых=R5           Rвх=R1|| R2||h21э(rэ+Rэ)