- •Лекция №1
- •Собственная проводимость полупроводников.
- •Формирование электронно-дырочного перехода.
- •Лекция № 2 Полупроводниковые диоды.
- •Лекция №3 Устройство биполярного транзистора.
- •Принцип работы транзистора.
- •Схемы включения транзисторов.
- •Транзистор как активный четырехполюсник.
- •Статические характеристики биполярного транзистора.
- •Эксплуатационные параметры транзистора.
- •Лекция №4
- •Схемы включения полевых транзисторов.
- •Статистические характеристики полевых транзисторов.
- •Основные параметры полевых транзисторов.
- •Основные параметры:
- •Лекция №5 Электронные усилители.
- •Классификация усилителей.
- •Основные технические показатели и характеристики
- •Частотные искажения.
- •Фазовые искажения.
- •Обратная связь в электронных усилителях.
- •Влияние ос на коэффициент усиления.
- •Лекция №6
- •Схемы унч предварительного усиления.
- •Принцип работы усилителя.
- •Аналитический расчет усилителя.
- •Лекция №7. Усилители постоянного тока.
- •Упт прямого усиления.
- •Дрейф нуля в упт.
- •Балансные усилители.
- •Структура и основные параметры интегральных операционных усилителей.
- •Параметры и характеристики оу.
- •Наиболее употребляемые параметры.
- •Схемотехника операционных усилителей.
- •Применение интегральных операционных усилителя.
- •Неинвертирующие операционные усилитель.
- •Дифференциальный операционный усилитель.
- •Лекция №9.
- •111Equation Chapter 1 Section 1Генераторы синусоидальных колебаний.
- •Принцип работы транзисторного генератора типа – lc.
- •Энергетические показатели lc автогенератора.
- •Стабилизация частоты генератора
- •Лекция №10.
- •Генераторы электрических импульсов.
- •Мультивибраторы.
- •Мультивибраторы на имс.
- •Генераторы линейно изменяющегося напряжения.
- •Лекция №11. Триггерные структуры
- •Симметричный триггер на биполярных транзисторах с коллекторно-базовыми связями
- •Несимметричный триггер с эмитерной связью
- •Структура и классификация интегральных триггеров
- •Лекция №12. Электронные ключи
- •Ключи на мдп-транзисторах
- •Компараторы напряжений
- •Интегрирующие цепи
- •Дифференцирующие цепи
- •Лекция 13 Выпрямительные устройства.
- •Однополупериодные выпрямители.
- •Двухполупериодная схема выпрямления.
- •Двухполупериодная мостовая схема.
- •Сглаживающие фильтры
- •Трехфазные выпрямители.
- •Однофазные управляемые выпрямители
Лекция №6
Усилители переменного напряжения.
Назначение усилителя состоит в получении на заданном сопротивлении оконечного нагрузочного устройства требуемой мощности усиливаемого сигнала.
Среди усилителей переменного напряжения наиболее видное место занимают УНЧ, усиливающие электрические колебания в диапазоне частот от единиц Гц до десятков кГц. УНЧ применяют в радиоприемниках и радиотрансляционных устройствах, системах автоматического регулирования и телеметрии.
Напряжение на входе может меняться от долей микровольта до нескольких вольт.
Значение напряжений усиленных электрических колебаний могут быть до сотен вольт, а по мощности до сотен ватт и киловатт.
Для получения такого усиления усилители строятся по многокаскадной схеме
Error: Reference source not found
Рис. 1.
В качестве нагрузок УНЧ могут использоваться резисторы, трансформаторы, обмотки электродвигателей, динамические головки громкоговорителей и т.д.
Из трансформаторных УНЧ наибольшее применение получили усилители с ОЭ и ОИ, так как они обеспечивают наибольший коэффициент усиления при сравнительно высоким входным сопротивлением.
Схемы унч предварительного усиления.
Простейшую схему резистивного усилителя с ОЭ можно представить в следующем виде.
Error: Reference source not found
Рис. 2.
Схема с фиксированным базовым током.
Назначение элементов в схеме:
- источник постоянного напряжения за счет энергии которого происходит усиление электрических колебаний;
- сигнал электрических колебаний, который должен быть усилен;
- разделительный конденсатор, служит для предотвращения протекания постоянной составляющей тока базы через источник входного сигнала;
- сопротивление в цепи базы транзистора, обеспечивает выбор исходной рабочей точки на характеристиках тр-ра и определяет режим работы по постоянному току;
- нагрузочное сопротивление, служит для выделения усилительного сигнала электрических колебаний;
- разд. Конденсатор, служит для предотвращения протекания постоянной составляющей тока коллектора через нагрузку;
- транзистор, служит для преобразования энергии источника постоянного напряжения в энергию усиленных электрических колебаний.
Принцип работы усилителя.
Источник сигнала создает на входе усилителя переменное напряжение изменяющееся по закону
При неработающем источнике усилитель находится в режиме покоя (интервал времени 0….t), который характеризуется постоянными напряжениями;и постоянными токами;.
Изменение базового тока вызывает изменение тока коллектора и напряжения на коллекторе, причем амплитуда оказывается значительно больше амплитуды.
Рис. 3
Кроме того напряжение сдвинуто напо отношению к напряжению. Усилители у которых фаза выходного напряжения противоположна фазе входного напряжения называются инвертирующими.
Процесс работы усилителя можно отразить на входных и выходных статистических характеристиках транзистора, пользуясь понятием динамического режима работы транзистора.
Режим работы транзистора с нагрузкой называется динамическим. В этом режиме токи и напряжения на электродах транзистора не остаются постоянными, а непрерывно изменяются. Графический анализ работы усилителя начнем с построения нагрузочной прямой, положение которой на выходных статистических характеристиках тр-ра определяется уравнением динамического режима для выходной цепи.
Error: Reference source not found
Error: Reference source not found
Рис. 4
Пусть ;
Находим две точки А на оси тока и В на оси напряжений.
Для точки А должно удовлетворятся условие
Для точки В
Для получения наименьших искажений усиливаемого сигнала рабочую точку О следует располагать на средине рабочей части нагрузочной прямой. Выбранная рабочая точка О однозначно определяет отсутствие входного сигнала.
Ток базы равен значению для кривой на которой находится выбранная точка О. Установив постоянный ток базы , на входных характеристиках находим напряжения смещения.
Для получения выбранного режима необходимо в усилителях обеспечить требуемую величину тока смещения в цепи базы. Для этого и служит резистор .
Величину можно рассчитать по формуле
; ;
Достоинства: один источник питания, малое число деталей, большое сопротивление (десятки кОм.).
Недостатки: схема непригодна для работы в широком температурном диапазоне; большой разброс и нестабильность параметра делает режим работы усилителя неустойчивым.
Более эффективной является схема с фиксированным напряжением смещения.
Схема с фиксированным напряжением смещения на базе.
Error: Reference source not found
Рис. 5
В этой схеме сопротивления и, подключенные параллельно,
составляют делитель напряжения.
Сопротивление делителя определяют из очевидных соотношений:
Для повышения стабильности режима работы схемы ток выбирают в пределах
Сопротивления ивключены параллельно друг другу. Поэтому необходимо чтобы, т.е. делитель должен обладать большим сопротивлением (несколько кОм).
Для стабилизации рабочей точки на характеристиках приходится принимать различные меры.
С помощью термосопротивлений:
Error: Reference source not found
Рис. 6.
Включение терморезистора позволяет при повышении температуры уменьшить отрицательное напряжение на базе за счет уменьшения сопротивления термотранзистора.
С помощью полупроводникового диода.
Error: Reference source not found
Рис. 7.
В этой схеме диод включен в обратном направлениии, а температурная характеристика обратного тока диода должна быть аналогична температурной характеристике обратного тока коллекторного перехода тр-ра.
Наибольшеее распространение получила схема термостабилизации режима с помощью резистора включенного в цепь эмиттера.
Error: Reference source not found
Рис. 8.
Пусть по какой-нибудь причине, например при увеличении температуры, постоянная составляющая коллектроного тока возрастает. Увеличение приводитувеличениюи падению напряжения на, что в свою очередь приводит к уменьшению. Наоборот, еслиуменьшается, то уменьшается падение напряжения на, что приведет к увеличению.
Для отвода переменной составляющей тока эмиттера от , сопротивлениешунтируется конденсаторомдостаточно большой емкости (порядка десятка микрофарад).
Наиболее важные показатели характеризующие работу усилителя при малом сигнале могут быть определены графическим или аналитическим путем.
Графическим путем по входным и выходным статистичеким характеристикам можно определить следующие величины:
входное сопротивление
;
Коэффициент усиления по напряжению
;
где
;
Коэффициент усиления по току
; ;