1629382485-048081f33d7067cb67d6bd3d4cee7eee (846428), страница 63
Текст из файла (страница 63)
12-13. У прощ енная схема усилителяпоказана на рис. 12-13. на транзисторе, вклю ченном по схеме О Б.Резистор В э во входнойцепи транзистора задает постоянный ток эмиттера, в цепи котороговключена батарея постоянного напряжения Е э. Во входную цепьвключен также источник усиливаемого сигнала.
Конденсатор Схотделяет цепь входного сигнала от цепи Е э. В цепи коллекторавключен источник постоянного напряжения Е н, питающий коллектор через резистор В к, служащий нагрузкой в выходной цепи.Построение нагрузочной линии основывается на тех же принципах, как и для усилителя на электронной лампе (§ 3-4).Для коллекторной (выходной) цепи можно записать на основании закона Кирхгофа:Е к — 1 цВк -f- С/кв >или/¿KЕккк^квЛь(12-91)(12-92)В координатах выходных характеристик / к = / (£7кб) выражение (12-92) — это уравнение прямой линии, которую легкопостроить, вычислив отрезки, отсекаемые этой прямой на осяхординат: при / к = 0 С/Кб = Е к и при ¿ / к в = 0 / к = Е к/Вк(рис. 12-14, в).
Поскольку ток / э задан батареей Е э и резисторомВ э, рабочая точка А ' на выходных характеристиках определяетсяоднозначно: в точке пересечения нагрузочной линии с выходнойхарактеристикой, соответствующей заданному току / э = / э (о)-Как и в случае усилителя на электронной лампе, нагрузочнаялиния является геометрическим местом точек, соответствующихусловию Е к = const и R к = const.Отметив точки пересечения нагрузочной линии с выходнымистатическими характеристиками, можно построить нагрузочнуюхарактеристику и на семействе входных статических характеристик.
Однако, как известно, влияние напряжения Е/кБна входнойток / э очень мало и входные характеристики при различныхзначениях Е7кб очень слабо отличаются друг от друга, образуяузкий пучок близко расположенных кривых (рис. 12-14, а).Р и с. 12-14. Работа транзистора как усилителя.а — входные характери стики ; б — эпюры тока 1 $ \ в — построение нагрузочной прямойна семействе выходных характеристик.Поэтому для трапзистора, как и для пентода, в справочниках ипаспортах приводится обычно одна входная характеристика, соответствующая номинальному значению С / к б Таким образом, нагрузочную входную характеристику можнобез большой погрешности заменить статической входной характеристикой, как и сделано на рис.
12-14, а.Принцип работы усилителя может быть объяснен с помощьюпостроений, выполненных на рис. 12-14. В отсутствие сигнала(Чвх = 0) напряжение на эмиттерном переходе С/ов(о) и ток / о(0)(рабочая точка А на рис. 12-14, а) задаются батареей Еэ и резистором Я э. При включении генератора сигнала синусоидальноенапряжение, показанное на рис. 12-14, а в виде графика мвх (/),алгебраически суммируется с напряжением Е / о б « » и рабочаяточка перемещается по входной характеристике, описывая траекторию между точками В и С, соответствующими экстремальнымзначениям напряжения « вх.
Если амплитуда сигнала мала, тоучасток входной характеристики между точками В и С можно безбольшой погрешности заменить отрезком прямой линии.В соответствии с изменением мгновенного значения напряжения^эв(о) "I г,вх1 в фазе с ним меняется н ток эмиттера (рис. 12-14, б).Поскольку / 3 ж / к (а ~ 0,98 и более), изменения тока 1ц в вы-*ходной цепи следуют за изменениями входного тока I,). Рабочаяточка А ' на выходных характеристиках при этом перемещается понагрузочной линии между точками В' и С'.Протекая через резисторток / к создает на нем падениенапряжения, причем с увеличением тока / к (при положительномполуиериоде напряжения г/вх) возрастает напряжение £/д„ == /к /? к, а напряжение между коллектором и базой в соответствиис (12-91) уменьшается. И наоборот, при уменьшении тока / кнапряжение С/кв растет. Выходным напряжением служит напряжение между коллектором и базой, следовательно, ивых изменяется в противофазе с током I к, а значит и с напряжением г/вх.Противофазное изменение напряжения £/ьб создает так называемую реакцию выходной цепи: с ростом ивх, /у и / к напряжение и Кб падает, вследствие чего оно должно противодействоватьувеличению выходного тока 1ц.
Однако, поскольку ток / к практически очень мало зависит от напряжения £/кб (выходные характеристики идут почти параллельно оси абсцисс), эта реакция,как и в пентоде, весьма незначительна.Итак, если в цепь коллектора включено большое сопротивление, то амплитуда переменного напряжения, выделяемого на нем( и вых. м на рис.
12-14, в), во много раз превышает амплитуду17вх м входного напряжения. Усилительная ступень обеспечиваетусиление напряжения сигнала в К уи раз, где(12-93)К уи=Ч вх. м— коэффициент усиления по напряжению.Важнейшими факторами, обеспечивающими работу транзисторав качестве усилителя, впрочем, как и других электронных приборов, являются: возможность легкого управления выходным токомв приборе за счет входного сигнала (в транзисторе это осуществляется с помощью входного тока), а также минимальная реакция выходной цепи.В отличие от электронных ламп, входное сопротивление которых в отсутствие тока в цепи управляющей сетки близко к бесконечности, входное сопротивление транзистора гэ Д11ф достаточно мало, поэтому при подключении к.
выходу рассмотренногоусилителя следующей ступени следует учитывать влияние еевходного сопротивления на выходную цепь первой ступени. В схеме на рис. 12-13 это обстоятельство учтено включением резисторай 2, равного по величине входному сопротивлению следующейступени. Емкость С2 разделяет по постоянному току выходнуюцепь первой ступени от входной цепи последующей ступени.Однако по переменной составляющей резистор Иг оказываетсявключенным параллельно резистору нагрузки Ик. Это обстоятельство приводит к изменению угла наклона нагрузочной линии(прямая В к // Я 2 на рис.
12-14, в).Проведенное выше рассмотрение схемы транзисторного усилителя и его работы носит упрощенный характер. Более подробноеизложение этого вопроса, выходящее за рамки настоящей книги,служит предметом курса «Усилительные устройства».Параметры малого сигнала. Для характеристики работы транзистора с сигналами малых амплитуд и при расчете и анализесоответствующих устройств используются так называемые малосигнальные параметры. Такими параметрами служат коэффициенты в уравнениях (12-52) и (12-53) линейного четырехполюсника,который был рассмотрен в § 12-3.
Малосигналыше параметры являются дифференциальными параметрами.Как отмечалось выше, при работе транзистора с сигналами малых амплитуд участок характеристики, соответствующий траектории рабочей точки, можно без большой погрешности заменитьотрезком прямой линии. В этом случае транзистор эквивалентенлинейному четырехполюснику и дифференциалы в выраженияхдля у- и к- параметров можно заменить абсолютными значениямималых приращений постоянных напряжений и токов в транзистореили амплитудными значениями переменных напряжений и токов.Как уже отмечалось, наиболее употребительна система /¿-параметров.
Физический смысл /¿-параметров применительно к линейному четырехполюснику был вкратце раскрыт в § 12-3 в выражениях (12-54) — (12-57). Применительно к транзистору индексы/¿-параметров дополняются буквенным обозначением заземленногоэлектрода, а сами /¿-параметры выражаются отношением абсолютных значений приращений напряжений и токов.Система /¿-параметров для схемы с общей базой. Рассмотримэти параметры, пользуясь выражениями (12-54) — (12-57) и имеяв виду, что для схемы ОБ ц — I э; ¿2 = I к! Щ = ¿7эб и ы2 = ¡7кв>а также учитывая связь /¿-параметров с физическими параметрамитранзистора.Входное сопротивление транзистораьМ эе116=УШЗ= С0Ш1(12-94)характеризуется отношением изменения напряжения на входек вызвавшему его изменению входного тока в режиме короткогозамыкания по переменному току на выходе транзистора.Зависимость величины /¿Пб = гэ ДПф от тока I э определяетсясоотношением (12-33).
При токе I э да 0,1 -г- 0,2 мА. Значениепараметра /¿Иб составляет единицы килоом, а при / э « 1мА —несколько десятков ом.h12б:ДU ПГ>I з = constхарактеризуется отношением изменения напряжения на входек необходимому изменению напряжения на выходе в режиме холостого хода во входной цепи по переменному току. Иными словами,параметр hnс оценивает сравнительное воздействие входного ивыходного напряжений на входной ток транзистора.Зависимость параметра h12a = ------- от физических величин иИmнапряжения ¿7кб показывает выражение (12-44). Значение h nоравно примерно 10"3 — 10“4.Коэффициент передачи токаЛия = 4Д^Эт1C7pjg = Const(12-96)представляет собой отношение приращения выходного тока к вызвавшему его приращению входного тока в режиме короткого замыкания выходной цепи по переменному току.Параметр h21o = схд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
