шпора_электроника 2.0 (1075553), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

(см. рис. нижеследующий)

На практике такая схема не получила широкого распротранения, поскольку требует индивидуального набора элементов.

Другим способом уменьшения влияния температуры на рабочую область является применение отрицательной обратной связи по I. Суть этого метода: при увеличении температуры увеличивается ток коллекторного перехода(его постоянная составляющая) путем введения в цепь эммитера резистора достигается уменьшение напряжения U_бэ(входного U), при увеличении постоянной сооставляющей тока коллектора.

При уменьшении тока базы рабочий режим транзистора определяется по выходным характеристикам при уменьшении тока базы. Таким образом происходит автоматическое премещение нагрузочной линии на выходной характеристике, соответствующей уменьшеному I_б. На выше представленном рис. Это соответствует переходу рабочей области от линии А1В1 к линии АВ.

Для исключения влияния отрицательной обратной связи по току на полезный сигнал(переменная составляющая коллекторного тока) резистор Rэ шунтируется конденсатором С₃.

Сопротивление конденсатора мало для ~ I и ∞ большое для const составляющей.

Частотные свойства усилительного каскада

На рис. Представлен примерный вид амплитуно-частотной характеристики каскада с общим эммитером

Амплитудно-частотная характерисстика показывает зависимость усиление каскада от частоты усиления сигнала:

К_u=U_вых/U_вх K_u=γ(f)

На графике можно выделить следующие области:

1. Практически линейнуя зависимость коэфициента усиления от частоты характеризуется частотным диапазоном от min до max рабочей частоты. В этом диапазоне коэфициент усиления max

2. При низких частотах в следствии влияния емкостей разделительных конденсаторов С_R1 и С_R2 наблюдается плавное увеличение коэфициента усиления

3. На высоких частотах от fpmax и віше в следствии влияния паразитніх емкостей, а также из-за єнерционніх процес сов рекомбинации носите лей заряда в базе наблюдается снижение коєфициента усиления

На практике амплитудно-частотнуе характеристики могут кметь произвольную форму, по которой тяжело определить рабо чую область, потому прийнято: робоче-частотній діапазон определяется по коєфициенту усиления K_u=Ku_max/√2 (f1,f2 см.на рис.)

Усилители постоянного тока

Для усиления сигнала с частотой приближенностью к нулю используют усилитель с амплитудно-частотной характеристикой представленной на рис.

При построении усилительных каскадов постоянного тока применение конденсаторов и трансформаторов для разделения каскада недопустимо. Поэтому в подобных усилителях применяется непосредственная связь каскадов. Примерный вид усилителя постоянного тока представлен на рис.

Рабочий режим такого усилителя определяется аналогичныым усилителем, имеющим емкостные связи Точка покоя транзистора VT1 определяется соотношеним резисторов R₁, R₂. Точка покоя транзистора VT2 определяется режимом работы транзистора VT1 и соотношением резисторов R_к1 и R_э1. Таким образом режимы покоя предыдущих каскадов усилителя постоянного токаопределяютстабильность рабочей схемы. В следствии изменения параметров транзистора и элементов схемы при изменении температуры окружающей среды, или в следствии разброса параметров в уселителе постоянного тока наблюдаетсядрейф выходного напряжения. Дрейфом выходного напряжения называется его измнение при неизменном входном напряжении. Дрейф измеряется при U_вх=0. Дрейф напряжения паразитное явление. Поэтому в схемах вводят дополнительные элементы для компенсации дрейфа.Так для исключения дрейфа напряжения связанного с зменением сигнала во входную цепь вводят источник постоянного ЭДС: Uвх компенсирует равное по велечине и противоположное по знаку напряжение покоя базы транзистора VT1. на практике представленная схема усиления постоянного тока не получила широкго распространения, поскольку в опорных схемах наблюдается значительный дрейф напряжения в первую очередь связанный с измененнием рабочего режима при увеличении температуры. А также с невозможно высокой повторяемости элементов схемы, необходимом при массовом производстве.

Транзистор как источник стабильного тока

Идеальный источник тока J обладает бесконечно большим внутренным сопротивлением и обеспечивает в нагрузке Rн ток независящий от падения напряжения на нагрузке.

На прктике широкое распротранение получили источники тока на транзисторе, на рис. Указана базовая схема

I_н=(V_б-V_бэ)/R_э V_б-потенциал базы

Недостатком представленой схемы является зависимость потенциала базы от напряжения источника питания. Поэтому вместо R₂ устанавливается стабилитрон

Транзисторы являются термоустойчивыми элементами. В среднем для транзисторного каскада включенного по схеме с общим эммитеромпадение потенциала базы при увеличении темперапературы на 10⁰С составляет ≈2мВ. Эта особенность оказывает значительное влияние при производстве интегральных схем. Для борьбы с указанным явлением на прктике применяют ток, называемый токовое зеркало

I_н=(V_б-V_бэ)/R_э=(I_дR₂+U_д-U_бэ)/R_э≈(R₂/R_э)I_д

На представленной схеме ток Iн является отображением тока делителя I_д. Именно поэтому схема носит название токовое зеркало. При производстве интегральных элементов добится соотношения U_д≈U_бэ возможно путем диодного включения транзистора. В этом случае схема токового зеркала выглядит так:

На рис. Коллекторный переход транзистора VT1 закорочен. В работе транзисторов коллекторный переход не учавствует, поскольку на транзисторе U_бэ=U_кэ>U_кэнас (0.7В>0.2B), и обладает конечным сопротивлением, величина которого постоянна.При получении транзисторов на одном кристале возможно добится высокой повторяемости элементов, т.е. будут выполнятся соотношения:

I_б=I_б1=I_б2 следовательно

I_к1=I_к2=βI_б I_н=(β/(β+2))I_д

I_д=βI_б+2*I_б I_н≈I_д

I_н=β*I_б

В єтом случае, если усиление по1-го транзистора не достигается, применяют т.н. схему Бармингтона

I_э1=I_б2

β₁I_б1=I_б1

I_к2=β₂I_б2=β₂β₁I_б1

В схеме Бармингтона общий коэфициент передачи тока=произведению коэфициентов тока каждого из транзисторов, включеннях по схеме с общин эммитером. Для бистрого запирання поставного транзистора перреход базы –эммитера транзистора VT2 может шунтироваться резистором.

Обратная связь в усилителях

Обратная связь в усилителях осуществляется подачей на вход усилителя сигнала с его выхода. Структурная схема с обратной связью представлена на рис.

Усилитель и звено обратной связи комплексным коэфициентом передачи, показывающеим связь выходной и входной величины в звене. Комплексный коэфициент передачи указывает на возможные изменения фазы выходного сигнала по отношению к входному:

I_к=β*I_б

В усилителях используют различные обратные связи. Вид обратной связи зависит от параметров входного сигнала(напряжение U), а также от способа подключения обратного сигнала к выходу и входу.

Виды обратной связи:

1. последовательная обратная связь по напряжению

U_y-U ycилителя

Kuoc=Uвых/Uвх- коэфициент усиления усилителя с обратной связью

Учитывая, что U_у=U_вх+U_ос и поделив левую и правую части на U_вых получим:

U_у/U_вых=U_вх/U_вых+U_ос/U_вых =>1/K_u=1/Ku_oc+χ

Ku_oc=Ku/(1-Kuχ)

Χ-коэфициент передачи сигнала обратной связи при 0>Ku χ>1

Имеет место положительная обратная связь т.е. Кu_oc>>K_u

При Ku χ<0 => Ku_oc=K_u/(1+Ku_χ)-отрицательная обратная связь

1. Последовательная обратная связь по току

1. Параллельная обратная связь по напряжению

Воздействие обратной связи может привести к увеличении или уменьшении выходного сигнала. В (1) случае обратной связи «+»; В (2) – «-».

Диференциальные усилители

Диференциальные усилители относятся к усилителям постоянного тока и являются симетричными, т.е. имеют 2 входа и 2 выхода(см. рис.)

Представленной схемы является наличие источникаопорного тока I_оп. Источник тока предназначен для обеспечения постоянства суммы эммитерных токов:I_оп=I_э1+I_э2=const

При U_б1=U_б2=0 через транзисторы протикают одинаковые токи. Тем самым достигается равенство напряжения на выходе I_к1=I_к2 => I_э1=I_э2=I_оп/2 U_к1=U_к2

Эти соотношения не меняются если оба входных напряжения принимают одинаковые приращения получают симетричный сигнал. Т.к. в этом режиме I_к1=I_к2 U_вых=const следовательно Коэф.усил. Диференциального усилителя по симфазному сигналу =0. Если U_б1 увеличивается на ΔU_б => I_к1 увеличивается на ΔI_к, при этом ΔI_к1 = -ΔI_к2. Таким образом U_вх вызывает изменение U_вых, т.е. диференциальный усилитель реагирует на разность входных сигналов. Отличительной особенностью диференциальных усилителей является их высокая термостабильность, т.е. ΔU_вых не изменяется при изменении температуры. Это связано с тем, что температура одинаково воздействует на оба транзистора и вызывает одинаковое приращение входного сигнала. Т.е. температурное воздействие аналогично симфазному сигналу.

В том случае, если необходимо усиливать один сигнал,1 из входов диференциального усилителя чаще всего заземляют или подключают к источнику напряжения смещения.

Традиционно один из входов диференциального усилителя называют прямым, а второй инверсным. Обозначения произвольные.

Диференциальный усилитель с отрицательной обратной связью по току

При необходимости упр. Коэфициентом усиления сого усилителя в ба схему вводятся обратные связи.Наибольшее распостранение получила отрицательная обратная связь по току аналогична той, что применяется в транзисторном каскаде с общим эммитером для термокомпенсации. Для этого в эммитерную цепь каждого транзистора включают резистор.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)