- •Министерство образования рф
- •Основы электроники
- •Основные характеристики и параметры усилителей
- •Амплитудная характеристика
- •Нелинейные искажения Это искажения формы входного сигнала.
- •Обратные связи в усилителях и их влияние на характеристики
- •Структуры усилителей с ос
- •Виды ос
- •Влияние ос на коэффициент усиления
- •Влияние оос на стабильность коэффициента усиления
- •Влияние оос на нелинейные искажения усилителя
- •Влияние оос на ачх
- •Входное и выходное напряжения
- •Влияние оос на Rвых
- •Усилители электрических сигналов на биполярных и полевых транзисторах
- •Структуры схем включения бт
- •Схемы усилителей оэ на бт
- •Выбор и задание режима работы усилителя по постоянному току
- •Усилители оэ с фиксированным током базы с оос
- •Усилитель оэ с фиксированным напряжением базы
- •Выбор ёмкостей
- •Усилители с общей базой
- •Усилитель с ок
- •Особенность схемы ок:
- •Сравнительная характеристика усилителей на бт
- •Эквивалентные линейные модели бт, используемые при расчетах усилителей.
- •Взаимосвязь моделей
- •Основные параметры усилителей на бт. Параметры усилителя оэ в области средних частот.
- •Эквивалентная схема усилителя оэ в области сч
- •Усилитель оэ в области нижних частот. Влияние разделительных емкостей
- •Выбор с1 и с2
- •Учет влияния Сэ
- •Усилитель оэ на вч Учет влияния выходных емкостей транзистора и нагрузки. Эквивалентная схема оэ на вч.
- •Учет влияния Свх, Спрох
- •Усилительные параметры схем об и ок
- •Усилитель ок
- •Усилитель оэ с Rэ
- •Эквивалентная схема в области вч
- •Усилитель с общим затвором
- •Усилитель с общим стоком (истоковый повторитель)
- •Усилители на составных транзисторах
- •Примеры построения составных транзисторов пт и бт
- •Усилитель на составном пт, бт транзисторе
- •Усилители с динамической нагрузкой
- •Источники тока
- •Токовое зеркало с масштабированием токов
- •Многовыводные источники тока
- •Масштабирование токов с помощью транзисторов
- •Источники тока на пт
- •Достоинства источника тока на пт:
- •Многокаскадные усилители
- •Примеры реализации
- •Каскадный усилитель
- •Усилитель двойка
- •Виды ос:
- •Усилители постоянного тока (упт) Основные проблемы при построении упт
- •Требования к идеальному упт:
- •Дрейф многокаскадного усилителя
- •Способы уменьшения дрейфа:
- •Структура и принцип работы усилителей мдм
- •Диаграмма сигналов в основных точках усилителя
- •Дифференциальные усилители (ду)
- •Его свойства
- •Усилительные параметры ду в режиме малого сигнала
- •Недостатки простого ду
- •Способы улучшения характеристик ду
- •Ду четвертого поколения
- •Операционные усилители (оу)
- •Структура оу
- •Обозначения и эквивалентная схема оу
- •Основные параметры и характеристики оу
- •Основные схемы включения оу Свойства и характеристики усилителя
- •Инвертирующий усилитель на оу
- •Не инвертирующий усилитель на оу
- •Ду на оу (разностный)
- •Сумматор на оу
- •Логарифматор на оу
- •Схемы умножения
- •Схемы выделения модуля сигнала оу
- •Однополупериодная схема
- •Двухполупериодная схема
- •Преобразователь модуля напряжения в ток
- •Двухполупериодный выпрямитель с заземленной нагрузкой
- •Фазочувствительные выпрямители. (Схемы управления знаком входного сигнала)
- •Двухполупериодный выпрямитель с «идеальным» диодом
- •Усилители ограничители
- •Для ограничения Uвыхиспользуются нелинейные элементы, имеющие нелинейные вах порогового типа. Например, стабилитроны.
- •Частотно зависимые схемы усиления на оу. Фильтры Фильтры электрических сигналов. Исходные положения.
- •Фильтры 1-го порядка
- •Полосовой фильтр (усилитель переменного тока)
- •Фильтры 2-го порядка на оу
- •Фильтры на гираторах
- •Универсальные фильтры на оу
- •Структура универсального фильтра 2-го порядка на 3-х оу
- •Фазовые фильтры на оу
- •Генераторы сигналов на оу
- •Обобщенная структура генератора синусоидальных сигналов
- •Частотно-избирательные цепи, используемые в генераторах
- •Rc частотно-избирательные цепи
- •Квазирезонансные rc цепи:
- •Практические схемы генераторов синусоидальных сигналов
- •Генераторы импульсных сигналов
- •Мультивибратор на оу
- •Несимметричный мультивибратор (автоколебательный)
- •Заторможенный мультивибратор (мв) или одно вибратор (ждущий мв).
- •Компараторы
- •Триггер Шмидта
Эквивалентная схема в области вч
приведенная эквивалентная схема ОИ в области ВЧ
С’вх = Сзи + Сзс(1 - Ku) - эквивалентная входная емкость
С’вых = Сзс + Сси + См + Сн - эквивалентная выходная емкость
вх = Rг*С’вх
вых = Rн’*С’вых
Для того, чтобы каскад ОИ удовлетворительно работал на ВЧ необходимо, чтобы на него поступал сигнал от источника напряжения (Rг0), тогда влияние Свх может быть сведено к минимуму.
Ku () =
= 2f
Усилитель с общим затвором
Усилительные параметры схемы ОЗ эквивалентны усилительным параметрам схемы ОБ.
Rвх = 1/s||Ru
Rk 1/s
Rвых = (1 + sRг)Rk
Здесь снижено влияние эффекта Миллера, рассогласованного сопряжения, следовательно, схема ОЗ используется для усиления слабых сигналов на ВЧ и СВЧ.
Усилитель с общим стоком (истоковый повторитель)
Rвх = R3
Rвых = 1/s||Ru
Ku = sRH/(1+sR’H) = 1
R’H = Ru||RH
ОС имеет большое Rвх ограниченное только R3, низкое Rвых и не усиливает по напряжению.
В усилителях на ПТ, в частности с p-n переходом, делитель цепи затвора R31, R32 может отсутствовать, а режим работы задаваться одним сопротивлением Ru за счет автоматического смещения рабочей точки ПТ, которая обеспечивает Ru. При этом R3 обеспечивает только связь с землей по потенциалу (по напряжению). Через него не протекают рабочие токи и оно может быть большим:
R3 110 МОм
Iс = Icнач(1 – U3/U0)2
Icнач - начальный ток стока при Uзи = 0;
U0 - напряжение отсечки, когда Iс 0.
ВАХ ПТ обладает квадратичной усилительной характеристикой.
U3 = IсRu
Iс = Icнач(1 – U3/U0)2
Iс = U0/Ru + (U02/2Ru2 Icнач )(1 - )
Если Iс дано, то
Ru = U0/ Icнач (1 - )
Если Uзи задано, то
Ru = Uзи/ Icнач(1 - Uзи/ U0)2
Для ПТ характерно, что у них существует термостабильная рабочая точка, т. е. это такие Iс и Uзи при изменении t0 они не меняются.
У БТ нет термостатической точки, при изменении t0 токи всегда увеличиваются.
В усилителях на ПТ с возрастанием t0 токи уменьшаются, поэтому усилители, особенно мощные, на ПТ термоустойчивы, на БТ - нетермоустойчивы.
При одинаковых условиях предельное усиление усилителей на БТ выше, чем усилителей на ПТ. Усилители на ПТ имеют преимущества при работе в микрорежимах - сверхмалые токи, слабые сигналы, требуемое большое Rвх
Еще больше Rвх имеют усилители с МОП транзисторами (транзисторы с изолированным затвором).
Использование МОП транзисторов позволяет вообще отказаться от резисторов в усилителях.
КМОП на комплиментарных ПТ, усилитель с динамической нагрузкой.
VT2 – n – MOП
VT1 – p - МОП
VT1 является эквивалентной нагрузкой для VT2 и наоборот.
Роль нагрузочного элемента выполняет транзистор - активная нагрузка.
В результате весь усилитель может быть построен вообще без резистора.
У усилителя на МОП транзисторах имеется недостаток - чувствительность к статическому электричеству.
Т. к. затвор изолирован, то на емкости легко накапливать заряд.
Обычно Uзmax 50 В.
В результате от статического электричества затвор пробивается, поэтому для защиты в схемах с МОП на входе используют защитные цепочки RD. В нормальном состоянии VD1 и VD2 закрыты и не влияют на работу схемы.
Если Uвх > Епит или Uвх < 0, то либо VD1, либо VD2 открываются и лишний ток и напряжение уходят в шины питания.
Резистор R ограничивает максимальную величину этого тока, чтобы не сгорели сами защитные диоды.