- •Глава 1. О транзисторах для начинающих 6
- •Глава 2. Электронные усилители на транзисторах: основные виды, параметры, характеристики и принципы проектирования 16
- •Глава 3. Принципы и схемы обеспечения заданного положения рабочей точки транзисторов 34
- •Глава 4. Малосигнальный анализ транзисторных схем 79
- •Глава 5. Простейшие усилительные каскады на биполярных транзисторах 105
- •Глава 6. Практические примеры разработки усилительных каскадов на биполярных транзисторах 168
- •Введение
- •Глава 1. О транзисторах для начинающих
- •1.1 Основные разновидности современных транзисторов
- •1.2. Как устроен биполярный транзистор
- •1.3. Почему биполярный транзистор может усиливать сигналы
- •1.4. Режимы работы и схемы включения биполярных транзистров
- •1.5. Классы усиления
- •Глава 2. Электронные усилители на транзисторах: основные виды, параметры, характеристики и принципы проектирования
- •2.1. Виды транзисторных усилителей
- •2.2. Основные задачи проектирования транзисторных усилителей
- •2.3 Применяемые при анализе схем обозначения и соглашения
- •2.4. Статистические характеристики
- •2.5. Статические и дифференциальные параметры транзисторов
- •2.6. Основные параметры усилителей
- •2.7. Обратные связи в усилителях
- •Глава 3. Принципы и схемы обеспечения заданного положения рабочей точки транзисторов
- •3.1. Понятие рабочей точки
- •3.2. Критерии выбора положения исходной рабочей точки
- •3.3. Нагрузочная характеристика усилительного каскада
- •3.4. Простейшие способы установки исходной рабочей точки
- •С хема с общим эмиттером
- •3.5. Обеспечение устойчивости рабочей точки при влиянии внешних дестабилизирующих факторов
- •Метод параметрической стабилизации
- •Стабилизация параметров транзисторных каскадов с помощью цепей обратной связи
- •3.6. Практический расчет и особенности схемотехники реальных устройств Порядок расчета цепей смещения
- •Особенности реализации цепей смещения в реальных радиоэлектронных устройствах
- •Комбинированные цепи смещения с источниками и стабилизаторами тока и напряжения
- •Глава 4. Малосигнальный анализ транзисторных схем
- •4.1. Представление усилительных каскадов в виде активных линейных четырехполюсников
- •4.2. Дифференциальные параметры транзистора четырехполюсника
- •4.3. Эквивалентная схема транзисторов-четырехполюсников
- •4.4 Низкочастотные дифференциальные параметры транзистора четырехполюсника
- •4.5. Виды эквивалентных схем, методы построения эквивалентных схем с действительными параметрами составляющих элементов
- •4.6. Гибридная высокочастотная эквивалентная схема биполярного транзистора
- •4.7. Физические эквивалентные схемы биполярных транзисторов
- •Глава 5. Простейшие усилительные каскады на биполярных транзисторах
- •5.1. Схемотехника усилительных каскадов на биполярных транзисторах
- •Усилители низкой частоты
- •Усилители высокой частоты
- •Усилители в интегральном исполнении
- •5.2. Схема с общим эмиттером Типовое схемное решение усилительного каскада с оэ и его анализ
- •Анализ влияния оос по току нагрузки на параметры каскада
- •Усилительный каскад с оос по напряжению
- •Следящая обратная связь
- •Усилительный каскад с транзисторной обратной связью
- •5.3. Схема с общей базой Типовое схемное решение усилительного каскада с об и его анализ
- •Усилительный каскад по схеме с об с трансформаторной обратной связью
- •5.4. Схема с общим коллектором Типовое схемное решение усилительного каскада с ок и его анализ
- •Глава 6. Практические примеры разработки усилительных каскадов на биполярных транзисторах
- •6.1. Основные этапы процесса проектирования
- •6.2.Низкочастотный микшер Постановка задачи
- •П остроение развернутой блок-схемы
- •Выбор элементной базы и построение полной принципиальной схемы
- •Расчет параметров всех элементов
- •Разработка конструктивного исполнения, сборка и настройка
- •6.3. Антенный усилитель диапазона дмв Постановка задачи
- •Построение развернутой блок-схемы
- •Выбор элементной базы и построение полной принципиальной схемы
- •Расчет параметров всех элементов
- •Разработка конструктивного исполнения, сборка и настройка
- •6.4. Краткий обзор нескольких простых схем
- •Фазовращатель на основе типового усилительного каскада с 0э (ок)
- •Низкочастотный усилитель с включением регулятора громкости в цепь оос
- •Приемник прямого усиления
- •Включение двойного балансного смесителя на выходе усилительного звена с оэ (ок)
- •Приставка к узч для обеспечения псевдоквадрафонического звучания
- •Ускорение включения транзисторных усилителей
- •Список литературы
1.4. Режимы работы и схемы включения биполярных транзистров
Анализируя возможность использования биполярных транзисторов для усиления электрических сигналов, мы ограничивались только одним частным случаем подачи на электроды транзистора определенных напряжений и не рассматривали некоторые достаточно важные физические процессы в полупроводнике. Но помимо уже описанной ситуации возможны и другие, приводящие, например, к протеканию в n-p-n-структуре тока не от коллектора к эмиттеру, а, наоборот, от эмиттера к коллектору и т.п. В общем случае для биполярноголярного транзистора возможны четыре устойчивых состояния (режима). Они отличаются друг от друга тем, в каком состоянии (прямое или обратное смещение) находятся эмиттерный и коллекторный переходы транзистора. Приведем их полное описание.
Активный режим — соответствует случаю, рассмотренному при анализе усилительных свойств транзистора. В этом режиме прямосмещенным оказывается эмиттерный переход, а на коллекторном присутствует обратное напряжение, именно в активном режиме транзистор наилучшим образом проявляет свои усилительные свойства. Поэтому часто такой режим называют основным или нормальным.
Инверсный режим — полностью противоположен активному режиму, т.е. обратносмещенным является эмиттерный переход, а прямосмещенным — коллекторный. В таком режиме транзистор также может использоваться для усиления. Однако из-за конструктивных различий между областями коллектора и эмиттера усилительные свойства транзистора в инверсном режиме проявляются гораздо хуже, чем в режиме активном. Поэтому на практике инверсный режим практически не используется.
Режим насыщения (режим двойной инжекции) — оба перехода транзистора находятся под прямым смещением. В этомом случае выходной ток транзистора не может управлять его входным током, т.е. усиление сигналов невозможно. Режим насыщения используется в ключевых схемах, где в задачу транзисторов входит не усиление сигналов, а замыкание/размыкание разнообразных электрических цепей.
Режим отсечки — к обоим переходам подведены обратные напряжения. Такой режим также используется в ключевых схемах. Поскольку в нем выходной ток транзистора практически равен нулю, то он соответствует размыканию транзисторного ключа.
Заметим, что кроме названных основных рабочих режимов в транзисторе возможен режим пробоя на различных переходах. Обычно он возникает только в случае аварии и не используется в работе, однако существуют специальные лавинные биполярные транзисторы, в которых режим пробоя является как раз основным рабочим режимом.
Помимо режима работы для эксплуатации биполярных транзисторов имеет значение то, каким образом транзистор включен в каскад усиления (как поданы питающие напряжения на его электроды, в какие цепи включены нагрузка и источник сигнала). Различают три основных способа (рис. 1.3): схема с общим эмиттером (ОЭ), схема с общим коллектором (ОК) и схема с общей базой (ОБ).
Рис 1.3 Схемы включения биполярных транзисторов (направлении работы соответствует активному режиму работы ).