- •1.1. Важнейшие параметры полупроводниковых диодов
- •1.2. Схемы на диодах
- •1.3. Транзисторы
- •1.4. Гибридная п-образная эквивалентная схема Джиаколетто
- •1.5. Основные параметры полевых транзисторов
- •1.5.1. Выходные и стоко-затворные характеристики
- •2.1. Установка точки покоя (рабочей точки)
- •2.1.1. Схема установки рабочей точки с помощью резистора rб, фиксирующего ток базы iб – схема подачи смещения на базу фиксированным током базы
- •2.1.2. Схема установки рабочей точки с фиксированным напряжением – схема подачи смещения на базу с помощью резисторного делителя, фиксирующего
- •2.2.1. Причины нестабильности
- •2.2.2. Схема эмиттерной стабилизации рабочей точки
- •2.2.3. Схема коллекторной стабилизации рт
- •2.2.4. Схема температурной компенсации
- •2.2.5. Схема термокомпенсации с диодным смещением
- •2.2.6. Схема с диодно-резисторным смещением
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2. Классификация обратных связей
- •3.3. Влияние ос на коэффициенты усиления
- •3.4. Влияние ос на Входное Сопротивление
- •3.5. Влияние ос на выходное сопротивление усилителя
- •3.6. Влияние ос на нестабильность сквозного коэффициента усиления
- •3.7. Устойчивость усилителей с ос
- •3.8.1. Критерий Найквиста
- •3.8.2. Ачх и фчх при обратной связи
- •4. Усилительные устройства
- •4.1.1. Предварительные каскады ус
- •4.2. Выходные (оконечные) каскады
- •4.2.1. Двухтактный выходной каскад
- •5. Операционные усилители
- •5.1. Схемотехника оу
- •5.2. Схемы на оу
- •5.3. Активные rc фильтры на оу
- •5.4. Обобщённое описание фильтров
- •5.6.1. Реализация полосового фильтра 2-порядка
- •5.7. Генераторы сигналов на операционных усилителях (оу)
- •5.8. Компараторы
4.2. Выходные (оконечные) каскады
Энергетические показатели.
Основными показателями оконечных каскадов усилителя являются:
а) выходная мощность (мощность в нагрузке)
б) колебательная мощность (мощность, развиваемая в выходной цепи усилительного элемента)
– амплитуда коллекторного напряжения
– сопротивление нагрузки коллекторной цепи усилительного элемента по переменному току.
В случае если нагрузка подключается в выходную цепь усилительного элемента посредством трансформатора, то
– КПД трансформатора.
в) мощность, потребляемая выходной цепью усилительного элемента от источника питания
– среднее значение тока, отбираемое у источника питания за период сигнала.
(не путать с ) – напряжение, подводимое к выходной цепи от источника питания за вычетом падения напряжения, например, на резисторе .
г) мощность, рассеиваемая на выходном электроде усилительного элемента в виде тепла и коэффициента полезного действия
;
д) нелинейные искажения сигнала, оцениваемые коэффициентом гармоник , %.
Схемы оконечных устройств
1) однотактный выходной каскад с непосредственным включением нагрузки.
В такой схеме усилительные элементы (БПТ, ПТ) работают при усилении гармонических сигналов в режиме класса «А», то есть без отсечки выходного тока (РТ обычно выбирается на середине нагрузочной прямой)
Для этой схемы:
а) , где
б)
Примечание. В режиме класса «А»
Для получения требуемой мощности в нагрузке при заданной величине
а РТ должна быть выбрана при
Максимальна выходная мощность
При максимальном использовании транзистора по току и при полном использовании в этом включении имеем:
– переменная составляющая тока, – переменная составляющая напряжения.
Из этого следует, что КПД в выходной цепи каскада при непосредственном включении нагрузки в выходную цепь
– максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе в виде тепла
– вся потребляемая мощность от источника питания идет на нагрев транзистора и является основным условием выбора транзистора по мощности.
2) трансформаторный выходной каскад.
Назначение элементов , , , такое же как и в предыдущей схеме.
В этой схеме нагрузка подключается в коллекторную цепь транзистора посредством трансформатора, что позволяет при любом внешне заданном значении обеспечить транзистору оптимальную величину сопротивления нагрузки переменному току ( ).
Эквивалентная схема трансформатора.
где – активное сопротивление меди первичной обмотки трансформатора. Это довольно маленькая величина .
– индуктивность рассеивания первичной обмотки (1 миллигенри).
– собственная индуктивность первичной обмотки(индуктивность ХХ) ее порядок (у УНЧ) десятки генри.
– потери в сердечнике на вихревые токи, перемагничивание и т.д.
– индуктивность рассеивания вторичной обмотки трансформатора.
– коэффициент трансформации
– приведенная к первичной индуктивность рассеивания вторичной обмотки (пересчитанная)
– активное сопротивление медной проволоки вторичной обмотки
– активное сопротивление вторичной обмотки, пересчитанное в первичную обмотку.
– сопротивление нагрузки, приведенное к зажимам первичной обмотки.
В области средних частот обычно можно пренебречь присутствием в эквивалентной схеме индуктивностей и тогда эквивалентная схема на будет иметь вид
коэффициент трансформации рассчитывается из условия обеспечения транзистору оптимального сопротивления нагрузки при любом внешне заданном
На семействе ВАХ отмечаем положение РТ имея в виду, что УУ работает в режиме класса А.
, так как – мало, то
2. Этап построения нагрузочной прямой по переменному току (выходные динамические характеристики) для построения ВДХ переменного тока необходимо от вправо отклонить отрезок, численно равный .
подводим к базе транзистора максимально возможный сигнал по амплитуде
;
мощность, выделяемая на первичной обмотке трансформатора (в коллекторной цепи транзистора)
– полезная мощность сигнала, выделяемая в первичной обмотке трансформатора
– мощность, потребляемая коллекторной цепью транзистора.
(только в режиме класса А)
, где
– коэффициент использования транзистора по току.
– коэффициент использования напряжения коллекторного питания, показывающий, на сколько превращается в .
Очевидно при , , то
– трансформатора .
, где .