Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [ 72 ] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

Эти каскады принято классифицировать по характеру сопротивления нагрузки в выходной цепи транзистора. Наибольшее применение получили резистивные усилительные каскады, сопротивлением нагрузки которых служит резистор.

В качестве нагрузки транзистора может быть использован и трансформатор. Такие каскады называют трансформаторными. Однако

Предварительные насиады

Выходной каскад

Вход

Рис. 12.1. Структурная схема усилителя низкой частоты.

вследствие большой стоимости, значительных размеров и массы трансформатора, а также из-за неравномерности амплитудно-частотных характеристик трансформаторные каскады предварительного усиления применяются весьма редко. Основное применение эти схемы находят в выходных каскадах усилителей. :

В каскадах предварительного усиления на биполярных транзисторах чаще других используется схема с общим эмиттером, которая, как было показано выше (см. параграф 10.3), обладает высоким коэффициентом усиления по напряжению и мощности, сравнительно большим входным сопротивлением и допускает использование одного общего источника питания для цепей эмиттера и коллектора.

Рассмотрим принципы построения и особенности работы наиболее употребительных схем предварительного усиления.

Резистиеиый каскад на биполярном транзисторе. Простейшая схема резистивного усилительного каскада с общим эмиттером и питанием от одного источника показана на рнс. 12.2. Входной сигнал поступает на базу и изменяет ее потенциал относительно заземленного эмиттера. Это приводит к изменению тока базы, а следовательно, к изменению тока коллектора и напряжения на нагрузочном сопротивлении 7?к- Разделительный конденсатор Cpi служит для предотвращения протекания постоянной составляющей тока базы через источник входного сигнала. С помощью конденсатора Ср2 иа выход каскада подается переменная составляющая напряжения U]s, изменяющаяся по закону входного сигнала, но значительно превышающая его но величине. Важную роль играет резистор в цепи базы, обеспечивающий выбор исходной рабочей точки на характеристиках транзистора и определяющий режим работы каскада по постоянному току. Для выяснения роли резистора Rb обратимся к рис. 12.3, иллюстрирующему процесс усиления сигнала схемой с общим эмиттером. В принципе


Рис. 12.2, Простейшая схема резистивного усилительного каскада с общим эмиттером.



процесс усиления можно отразить следующей взаимосвязью электрических величин:

Umax h:m hiii h<,mRK -> {Uкэт = - Л<;лк) " llт>ыx Unmx-

Действительно, рассматривая вначале рис. 12.3, а, а затем рис. 12. 3,б,можно убедиться втом, что напряжение входного сигнала с амплитудой UtriBx = вэт сиифазно изменяет величину тока базы. Эти изменения базового тока вызывают в коллекторной цепи пропорциональные изменения тока коллектора и напряжения на коллекторе, причем амплитуда коллекторного напряжения (с учетом масштаба по


Рис. 12: 3; Графическое пояснение процесса усиления сигнала схемой с общим эмиттером:

оси абсцисс) оказьшается значительно больше амплитуды напряжения на базе .

Для получения наименьших искажений усиливаемого сигнала рабочую точку Р следует располагать на середине отрезка АВ нагрузочной прямой, построенной в семействе выходных характеристик транзистора. Из рис. 12.3, б видно, что положение рабочей точки Р соответствует току смещения в цепи базы /в р. Для получения выбранного режима необходимо в усилителе обеспечить требуемую величину тока смещения в цепи базы. Для этого и служит резистор в схеме рис. 12.2. Величину сопротивления этого резистора рассчитывают по формуле

~ БЭ р

(12.1)

Бр Кр

где /бр и /кр- постоянные составляющие тока базы и коллектора в выбранных рабочих точках Р ж Р соответственно.

Саедует обратить внимание иа то, что напряжения сигнала на входе и на выходе каскада сдвинуты между собой по фазе на 180 , т. е. находятся в противофазе. Это означает, что рассматриваемый каскад, не нарушая закон изменения сигнала (в нашем частном случае сигнал изменяется по синусоидальному закону), в то же время поворачивает его фазу на 180°.



Схема, приведенная на рис. 12.2, получила название схемы с фиксированным базовым током. Смещение фиксированным током базы отличается минимальным числом деталей и малым потреблением тока от источника питания. Кроме того, сравнительно большое сопротивление резистора Re (десятки кнлоом) практически не влияет на величину входного сопротивления каскада. Однако этот способ смещения пригоден лишь тогда, когда каскад работает при малых колебаниях температуры транзистора. Кроме того, большой разброс и нестабильность параметра р даже у однотипных транзисторов делают режим работы каскада весьма неустойчивым при смене транзистора, а также с течением времени.

Более эффективной является схема с фиксированным напряжением смешения на базе (рис. 12.4). В этой схеме резисторы R и Ry„ подключенные параллельно источнику питания Лк. составляют делитель напряжения. Сопротивления делителя определяются нз очевидных соотношений:

Rs= Г.Г . (12.2)

/д + /

Rb =

БЭ р

(12.3)

Рис. 12.4. Схема резистивного каскада с фиксированны.м напряжением смещения.

Ток делителя /д обычно выбирают в » пределах

/д«(2-5)/Бр. (12.4)

При этом повышается стабильность режима работы схемы, так как изменения тока в цепях эмиттера и коллектора транзистора незначительно влияют на величину напряжения смещения. Вместе с тем ток делителя не следует выбирать слишком большим из соображений экономичности, так как чем больше ток /д, тем более мощным должен быть источник питания Вк-

Из схемы, приведенной на рис. 12.4, видно, что сопротивление Rb делителя включено параллельно входному сопротивлению транзистора. Кроме того, пренебрегая малым внутренинм сопротивлением источника питания, MOHfflo считать, что R н Rb включены параллельно Друг Другу. Поэтому необходимо, чтобы

»-- (12.5)

Кб -f- Kg

т. е. делитель, образованный резисторами R и R, должен обладать достаточно большим сопротивлением (порядка нескольких килоом). В противном случае входное сопротивление каскада окажется недопустимо малым.

При построении схем транзисторных усилителей приходится принимать меры для стабилизации положения рабочей точки иа характеристиках. Основной дестабилизирующий фактор, нарушающий



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [ 72 ] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.001