какую функцию выполняет конденсатор в цепи эмиттера каскада с оэ
Какую функцию выполняет конденсатор в цепи эмиттера каскада с оэ
Схема усилительного каскада с общим эмиттером, элементы усилительного каскада с общим эмиттером, анализ каскада с общим эмиттером по постоянному току, анализ каскада с общим эмиттером по переменному току
Существует множество вариантов выполнения схемы усилительного каскада на транзисторе ОЭ. Это обусловлено главным образом особенностями задания режима покоя каскада. Рассмотрим усилительный каскад с ОЭ на примере схемы рис. 1, получившей наибольшее применение при реализации каскада для заданных компонент.
Рис. 1. Схема усилительного каскада ОЭ
Основными элементами схемы являются источник питания ЕК, управляемый элемент – транзистор Т и резистор RК. Эти элементы образуют главную цепь усилительного каскада, в которой за счет протекания управляемого по цепи базы коллекторного тока создается усиленное переменное напряжение на выходе схемы. Остальные элементы каскада выполняют вспомогательную роль. Конденсаторы С1, С2 являются разделительными. Конденсатор С1 исключает шунтирование входной цепи каскада цепью источника входного сигнала по постоянному току. Функция конденсатора С2 сводится к пропусканию в цепь нагрузки переменной составляющей напряжения и задержанию постоянной составляющей.
Резисторы R1, R2 используются для задания режима покоя каскада. Резистор RЭ является элементом отрицательной обратной связи, предназначенным для стабилизации режима покоя каскада при изменении температуры. Конденсатор СЭ шунтирует резистор RЭ по ременному току, исключая тем самым проявление отрицательной обратной связи в каскаде по переменным составляющим.
Название схемы «с общим эмиттером» означает, что вывод эмиттера транзистора по переменному току является общим для входной и выходной цепей каскада.
Анализ каскада по постоянному току проводят графо-аналитическим методом, основанным на использовании графических построений и расчетных соотношений. Графические построения проводятся с помощью выходных (коллекторных) характеристик транзистора (рис2, а).
На выходных характеристиках (рис 2, а) проводят так называемую линию нагрузки каскада по постоянному току (а – б), представляющую собой геометрическое место точек, координаты UКЭ и IК которых соответствуют возможным значениям точки (режима) покоя каскада.
Рис. 2. Графическое определение режима покоя каскада ОЭ на коллекторных (выходной) а) и базовой (входной) б) характеристиках транзистора
Аналитически зависимость UКЭП = f(IКП) находят из уравнения, характеризующего баланс напряжений в выходной цепи каскада
Выражение (1) является графическим уравнением прямой. В связи с этим построение линии нагрузки каскада по постоянному току удобно провести по двум точкам, характеризующим режим холостой хода (точка а) и короткого замыкания (точка б) выходной цепи каскад (рис. 1, а). Для точки а IКП = 0, UКЭП = –EК и для точки б UКЭП = 0, IКП = EК/(RК + RЭ). Выбрав по входной (базовой) характерно тике Iб = f(Uбэ) необходимое значение тока базы покоя Iбп, тем самым определим координаты точки П пересечения соответствующе выходной характеристики при Iб = Iбп с линией нагрузки каскад по постоянному току (рис. 1, а).
При определении переменных составляющих выходного напряжения каскада и коллекторного тока транзистора используют линию нагрузки каскада по переменному току. При этом необходимо учесть, что по переменному току сопротивление в цепи эмиттера транзистора равно нулю, так как резистор RЭ шунтируется конденсатором СЭ, а к коллекторной цепи подключается нагрузка, поскольку сопротивление конденсатора СР2 по переменному току мало. Если к тому же учесть, что сопротивление источника питания EК по переменному току также близко к нулю, то окажется, что сопротивление каскада по переменному току определяется сопротивлениями резисторов RK и RH, включенных параллельно, т. е. RН
= RK || RH. Сопротивление нагрузки каскада по постоянному току больше, чем по переменному току.
Поскольку при наличии входного сигнала напряжение и ток транзистора представляют собой суммы постоянных и переменных составляющих, линия нагрузки по переменному току проходит через точку покоя П (рис. 1, а). Наклон линии нагрузки по переменному току будет больше, чем по постоянному току. Линию нагрузки по переменному току строят по отношению приращений напряжения к току:
При подаче на вход каскада (рис. 1) напряжения uВХ в базовой цепи транзистора создается переменная составляющая тока iб
, линией нагрузки по переменному току. При этом линия нагрузки по переменному току характеризует изменение мгновенных значений тока коллектора iк и напряжения на транзисторе uкэ или, как говорят, перемещение рабочей точки. Рабочая точка перемещается вниз от точки покоя П при положительной полуволне входного напряжения и вверх – при отрицательной полуволне.
Работа каскада без искажений выходного сигнала достигается за счет выбора подходящего по EК типа транзистора, обеспечения соответствующей величины входного сигнала и правильного выбора режима (точки) покоя.
Назначение элементов и принцип работы усилительного каскада по схеме с ОЭ
СОДЕРЖАНИЕ
| Содержание…………………………………………………………………. |
| 1. Основные понятия……………………………………………………….. |
| 2. Назначение элементов и принцип работы усилительного каскада по схеме с ОЭ………………………………………………………………. |
| 3. Задание на контрольную работу………………………………………. |
| 4. Порядок расчета транзисторного усилителя по схеме с ОЭ………. |
| Библиографический список……………………………………………….. |
| Приложение 1………………………………………………………………. |
| Приложение 2………………………………………………………………. |
| Приложение 3………………………………………………………………. |
Основные понятия.
Усилители являются одним из самых распространенных электронных устройств, применяемых в системах автоматики и радиосхемах. Усилители подразделяются на усилители предварительные (усилители напряжения) и усилители мощности. Предварительные транзисторные усилители состоят из одного или нескольких каскадов усиления. При этом все каскады усилителя обладают общими свойствами, различие между ними может быть только количественное: разные токи, напряжения, различные значения резисторов, конденсаторов и т. п.
Для каскадов предварительного усилителя наиболее распространены резистивныесхемы (с реостатно-емкостной связью). В зависимости от способа подачи входного сигнала и получения выходного сигнала усилительные схемы получили следующие названия:
1) с общей базой ОБ (рис. 1, а);
2) с общим коллектором ОК (эмиттерный повторитель) (рис. 1, б);
Схема с ОБ в предварительных усилителях встречается редко из-за малого входного сопротивления (табл. 1). Эмиттерный повторитель, схема с ОК, обладает наибольшим из всех трех схем входным и наименьший выходным сопротивлениями. Поэтому его применяют при работе с высокоомными преобразователями и датчиками в качестве первого каскада усилителя, а также для согласования с низкоомным нагрузочным резистором на выходе усилителя. В табл. 1 дается сопоставление различных схем включения транзисторов. Наибольшее распространение в усилителях получила схема с ОЭ.
нетрудно показать непосредственно на схеме рис. 2. Предположим, что под влиянием температуры ток 
, повышении напряжения 
и соответственно снижении напряжения 
. Ток базы 
уменьшается, вызывая уменьшение тока 
, проявляется в том, что температурные изменения параметров режима покоя передаются цепью обратной связи в противофазе на вход каскада, препятствуя тем самым изменению тока 
.
шунтирует резистор 
и тока 
), являющимися исходными при расчете каскада.
, представляющую собой геометрические места точек, координаты 
и 
которых соответствуют возможным значениям точки (режима) покоя каскада.
) и режим покоя (точка 
) выходной цепи каскада (рис. 3, а). Для точки ”а” 
, 
и для точки ” 
” 
, 
, где 
выбирают из условия работы транзистора в режиме отсечки 
напряжение на коллекторе, соответствующее области нелинейных начальных участков выходных характеристик транзистора. Определив координаты точки 
, соответствующего режиму покоя, и определяем координаты точки 
по переменному току мало. Если к тому же учесть, что сопротивление источника питания 
по переменному току также близко к нулю, то окажется, что задача определения этих показателей решается при расчете усилительного каскада по переменному току. Метод расчета основан на замене транзистора и всего каскада его схемой замещения по переменному току. Схема замещения каскада ОЭ приведена на рис. 4, где транзистор представлен его схемой замещения в физических параметрах. Сопротивление каскада по переменному току определяется сопротивлениями резисторов 
и 
, включенных параллельно, т. е. 
║ 
больше, чем по переменному току 
.
