Коллекторная стабилизация.

Примем , тогда:

(1)

(2) (3)

Пусть при действии дестабилизирующих факторов изменяется β, тогда: в соответствии с (1) изменяется Iк, а в соответствии с (2) изменяется Uкэ, что в соответствии с (3) изменяется Iб, а это приведет в соответствии с (1) к изменению Iб. В этой схеме изменения β и Iб направлены в разные стороны, что очень мало изменяет, в соответствии с (1), произведение β*Iб и обеспечивает высокую стабильность Iк.

Показатель стабильности такой схемы может быть получен аналитически совместным решением уравнений (1), (2), (3).

Учитывая (1) , получим из последнего выражения:

поделив числитель и знаменатель на имеем

(4).

Если в (4) обеспечить Rб/β<<Rн (при Rб <<Rн*β ), то Iк будет слабо зависеть от β, при этом независимо по каким причинам будет изменяться β.

Эмиттерная стабилизация.

Такая схема получила наибольшее распространение на практике.

но значит но

тогда

Пусть по какой-либо причине (например, увеличение температуры или смена транзистора Т) возрос β, тогда начнет увеличиваться Iк, а значит и Iэ. Это приведет к увеличению URэ, но уменьшит UБЭ, т.к. Uбэ=const-URэ, что приведет к уменьшению IБ, вследствие чего ограничится рост Iк.

Схематически эмиттерную стабилизацию можно представить:

При этом ∆Iк↑≈∆Iк↓, что обеспечивает высокую стабильность Iк.

Рассмотренные схемы стабилизации усилительных каскадов на транзисторах, включенных по схеме с ОЭ, широко применяется при построении усилителей переменного напряжения, и в частности в УНЧ.

Полная эквивалентная схема унч с емкостной межкаскадной связью на основе биполярного транзистора, включенного по схеме с оэ.

Свх.сл. – входная емкость следующего каскада.

См – суммарная монтажная емкость схемы.

Из эквивалентной схемы видно, что существенное влияние на АЧХ усилителя оказывают емкости Ср1, Сэ, Ск, Ср2, С0, поэтому важно знать о критериях выбора этих емкостей.

В области нижних граничных частот fн полосы пропускания усилителя необходимо выполнение условий:

Эти условия выполняются на практике при следующих соотношениях:

Откуда получаем:

В области средних частот полосы пропускания влиянием всех емкостей на АЧХ можно пренебречь.

В области верхних граничных частот fв полосы пропускания усилителя необходимо выполнение условий:

Откуда получаем:

Определяет выбор транзистора по критерию Ск.

АЧХ усилителя с емкостными межкаскадными связями.

Выходные каскады усилителей.

Выходной каскад усилителя предназначен для передачи заданной величины мощности сигнала в заданную нагрузку.

Важнейшими требованиями, предъявляемыми к выходным каскадам, являются:

- коэффициент усиления мощности (как правило, большой);

- коэффициент полезного действия (как правило, выбирается максимальный);

- коэффициент нелинейных искажений (необходимо минимизировать).

Следует иметь ввиду, что из-за большой амплитуды входного сигнала параметры транзистора за период сигнала изменяются в широких пределах. В связи с этим расчет Рвых, Кр и Кни производят графическим способом по характеристикам транзистора, т.к. при аналитическом расчете этих величин с использованием малосигнальных параметров транзистора могут быть допущены большие ошибки.

В выходных каскадах чаще всего используется схема с общим эмиттером, т.к. обеспечивает наибольший коэффициент усиления по мощности.

В зависимости от требований к параметрам выходных каскадов необходимо выбрать один из возможных режимов их работы, определяющие их схемные особенности построения.

Для характеристики возможных режимов работы выходных каскадов необходимо найти графическую зависимость выходного тока транзистора от напряжения на его входе:

Iвых=φ(Uвх) – проходная динамическая характеристика.

Рассмотрим порядок ее построения для транзистора n-p-n типа, включенного по схеме с ОЭ.

Для построения этой характеристики необходимо:

1)в семействе статических выходных характеристик транзистора по заданным Eк и Rн построить нагрузочную прямую:

_,

2)по точкам пересечения нагрузочной прямой со статическими характеристиками найти значения выходного тока (тока коллектора) и входного тока (тока базы);

3)на оси абсцисс (Uбэ) входной ВАХ транзистора найти значения входных напряжений (Uбэ), соответствующих каждому значению тока базы, полученных на нагрузочной прямой;

4)найти соответствующие значения Iк для каждого значения Uбэ и построить график Iк=f(Uбэ), т.е. Iвых=φ(Uвх)