- •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
Схемы усилителей оэ на бт
В зависимости от того, чем и как задается режим работы усилителя по постоянному току, усилители ОЭ можно разбить на 2 группы:
Усилители с фиксированным током базы iб0 const
iб0 – ток базы покоя транзистора или рабочая точка.
Усилители с фиксированным напряжением базы Uб0 const
Rб – сопротивление в цепи базы задает режим работы по постоянному току (рабочая точка);
Rк – сопротивление в цепи коллектора является нагрузкой по постоянному и сопротивление, с помощью которого iк преобразуется в напряжение.
Фиксированный ток базы задается Rб и Ек.
В такой структуре для задания режима работы транзистора достаточно одного источника питания Ек.
С1, С2 – разделительные емкости (элементы связи усиления по переменному току). Пропускают сигнал переменного тока и отделяют усилитель от остальных элементов по постоянному току, чтобы остальные части не влияли на режим работы остальной схемы.
RC – усилитель.
Вместо С может быть использована и трансформаторная связь (Тр. У. или LR - усилители).
Выбор и задание режима работы усилителя по постоянному току
iбо – рабочая точка (требуемый ток)
iбо =
Uбэо 0,7 В для Si транзистора
0, 4 В для Ge транзистора.
Если Ek = const, то iбо = const
Либо задано iбо, либо Rб – для расчета
iко = iбо, - коэффициент передачи тока базы
Ек = iко*Rк + Uкэо
Для получения максимального размаха Uвых:
Uвыхmax Eк/2 выбирают так, чтобы Uкэо Eк/2
При расчете задается либо Rк, либо iко.
Для маломощных схем iко = 1 10 мА
= h21э
Рабочая точка может быть задана или получена графически с помощью выходных ВАХ БТ.
ВАХ БТ имеет характерные 4 области:
I – область насыщения БТ, когда напряжение между электродами транзистора малы
Uбэ Uбк Uкэ 0 1 В
Переход бэ и бк – открыты
Iкнас = Ек/Rкiб – транзистор включен
Это не усилительный режим. Граница работы с т. зр. усиления.
Uбэ нас 0, 7 0, 8 В
Uбк нас 0, 4 В
Uкэ нас 0,05 0, 5 В
II – основная область – область усиления
iк = iб
Это область ВАХ используются в режиме усиления. При этом переход бэ – открыт, бк – закрыт. Точка а ограничивает область усиления. Когда транзистор насыщен включен. Большие токи, но малые напряжения. Т. в ограничивает область усиления, когда транзистор выключен. Напряжения большие, токи минимальны.
Для того чтобы максимально использовать рабочую область рабочую точку необходимо выбирать приблизительно в середине между а и в.
III – область отсечки транзистора. когда транзистор выключен и через него протекают только тепловые токи утечки.
iкобр 0 мА
iбобр 0 мА
Эти токи малы, но сильно зависят от t и при её возрастании могут быть достаточно большими и нарушить режим работы схемы (раб. точку). Токи утечки неуправляемые. Поэтому при изменении t их необходимо стабилизировать или компенсировать. Их изменение либо термокомпенсирующих элементами с противоположным законом изменения, либо схемно, например, с помощью ООС.
I и III область ВАХ используются при работе БТ в качестве электронного ключа, а II – в режиме усиления.
IV – область максимального режима, когда превышаются допустимые для трананзистора величины токов, напряжений и мощностей.
iк iкдопmax
Uкэ Uкэдопmax
Pk = Uкэik Pkдопmax
У слабого сигнала рабочая точка может выбираться не обязательно в середине, а выбор её определяется либо требованиями экономичности (микромощный режим работы), либо требованиями быстродействия, когда необходимо, чтобы рабочие токи были достаточно большими для обеспечения быстрого перезаряда паразитных емкостей.
Это самая простая схема, но она имеет недостаток, т. к. не обеспечивается температурная стабильность рабочего режима вследствие включения iкобр и iбобр, повышения которых приводит к изменению рабочей точки.