Биполярный транзистор в роли линейного усилителя Общие сведения

Выше мы выяснили, что устройство является усилителем тогда, когда мощность, полученная на его выходе, больше мощности, поданной на вход, причем, разумеется, увеличение мощности происходит за счет источника тока. При помощи транзисторов можно конструировать различные виды электронных усилителей, но наиболее широкое

применение на практике находят линейные усилители (они работают в т. н. усилительном классе А). В них переменный выходной сигнал (хотя и многократно увеличенный по мощноси) должен иметь ту же форму, что и входной (рис. 22.1). Или, как говорится между выходным и входным сигналом должна существовать линейная зависимость (отсюда и их название: линейные усилители).

Транзистор в роли усилителя

Для того, чтобы конкретно понять, как усиливает транзистор, рассмотрим схе­му, данную на рис. 22.2а, в которой в коллекторную цепь включено нагрузоч­ное сопротивление R = 2 кОм. На од­ном числовом примере покажем, что мощность (напряжение и ток) переменной составляющей на нагрузке больше, чем мощность на выходе.

Сначала рассмотрим схему, данную на рис. 22.2а. Здесь база транзистора соединена с эмиттером (I_Б = 0), благо­даря чему при отсутствии сигнала транзистор закрыт и. (Для про­стоты пренебрегаем ничтожно малым токомI_КЭК). Сопротивление коллек­тор-эмиттер любого закрытого тран­зистора велико, примерно 0,1- 1 Мом. МОм. Благодаря этому почти все напряжение батареи действует меж­ду коллектором и эмиттером (В), ), а падение напряжения на резисторе почти равно нулю().

Если теперь от источника переменного тока Е₁ (рис. 22. 2б) подадим на вход напряжение 0,5 В, то оно вызовет сравнительно малый базовый ток I_Б = 10 мкА.

Рабочая точка транзистора

Для того, чтобы транзистор выполнял роль усилителя, он должен быть по­ставлен в соответствующий режим по постоянному току и тогда можно по­дать на него входной сигнал. Основные величины, характеризующие режим постояного тока, следующие:

1.Напряжение управляющего пере­хода в режиме покоя. Называется еще базовым смещением и обозначается U _ЭБп (здесь и далее „п“ озна­чает покой).

2. Базовый ток покоя I_Бп. Очевидно, он зависит от выбранного смещения базы U _ЭБп и обе эти величины опреде­ляют т. н. рабочую точку транзистора на его входной характеристике (рис. 22.4).

2. Коллекторный ток покоя I_Кп. Как мы уже знаем, его величина в раз больше начального тока базы.

3. Коллекторное напряжение покоя U_КЭп. Оно не должно быть меньше 0,8-1 В, т.к. рис. при очень малых напряжениях базовый ток не управляет коллекторным током, т.е. транзистор перестает быть усилителем. Обе последние величины и определяют рабочую точку на выходных характеристиках транзистора (рис.22.5 а).

Почему важен выбор рабочей точки транзистора

Правильный выбор рабочей точки является одним из самых важных моментов в работе с транзисторными схемами. Причины этого следующие. При подаче определенного напряжения смещения определяется рабочая точка на входной

КОНЕЦ

60