етапа усилвател с транзистори - лабораторна работа, страница 1

етапа усилвател с транзистори

Предназначение - Изследване на единични усилвател каскади RC тип биполярни и полеви транзистори; проучване на характеристиките и параметрите дефиниция учи усилватели.

5.1 Основни положения

Усилвател ниска честота (Ulf) са предназначени за непрекъснато периодично усилване на сигнала, честотен спектър, който се намира в диапазона от десетки Hz до десетки килохерца. За да се увеличи ниските нива на сигнала използвани многостъпални усилватели с капацитивна връзка между етапа.

5.1.1 Основни параметри и характеристики на усилвателите

Основните параметри, които определят количествените параметри на усилватели са както следва:

получат - съотношението на продукцията параметър на входа: - печалба напрежение; - текуща печалба; - мощност печалба. За многоетапно усилвател общото усилване е продукт на съставните усилването;

входно съпротивление - съпротивление между входните клеми на усилвателя за променлив ток;

изходен импеданс - тази резистентност между изходните клеми на усилвателя за променлив ток;

ефективност - съотношението на Pout власт. доставени на товара към P0 власт. консумирана от захранващия източник :.

Основни характеристики на усилвателя, определяне неговите качествени показатели, свързани с нелинейна и линейна (честота) нарушаване на усиления сигнал

Нелинейни изкривяване се състои във факта, че вълната на сигнала на изхода на усилвателя е нарушена поради нелинейност на характеристики на транзистори. Такива нарушения зависят от амплитудата на входния сигнал и не са свързани с неговата честота.

Амплитудна характеристика - зависимостта на изходния сигнал е амплитудата на амплитудата на входния сигнал (fig.5.1). Секцията "AB" е линеен и точно възпроизвежда усилва продукцията. Наклонът на тази част определя печалбата усилвател.

За големи входни сигнали, изходното напрежение на усилвателя престава да расте. Това се дължи на факта, че в голяма режим входни сигнали, работната точка на транзистора отива в насищане и изключване, които проявяват нелинейни свойства на транзистора. Нивото на нивото на слаб сигнал ограничен от смущения. Стойност характеризира динамичния обхват на усилвателя.

Фигура 5.1 - амплитудна
усилвател характеристика

Фигура 5.2 - амплитуда
честотната характеристика на усилвателя

характеристика амплитуда честота (AFC) - е зависимостта на печалбата на коефициента на входния усилвател честота на сигнала (фигура 5.2). Поради наличието на усилвател верига на реактивни елементи, а също и поради честотните характеристики на усилването на транзистор усилвател има различни стойности на различни честоти. Това явление се нарича честота изкривяване, което се оценява от честотната характеристика на усилвателя, той счупи на терена на ниски, средни и високи честоти. Степента на деформация в някои области определена честота изкривяване коефициент М равен на съотношението на усилването в средната честота Kuo да получат при предварително определена честота ку:

Честотата, с която изкривяване фактор М достигне ограничението, наречени FB горна и долна ограничаващи честоти Fn. Разликата се нарича честотна лента усилвател.

5.1.2 усилвател етап биполярен транзистор

Типични засилване общ емитер (МА) с режим на стабилизация е показана на Фигура 5.3. Тази схема принадлежи към класа етапи предамплификация в няколко етапа, усилватели.

Фигура 5.3 - Схемата на етапа на усилвател

общ емитер

Фигура 5.4 - характеристики на изхода на транзистора и линията на натоварване

Етапът на усилвател включва транзистор като активен елемент п-р-п-тип. В делител на резистори R1, R2 осигурява режим на база верига на постоянен ток. Резисторът Rk е колектора на натоварването на транзистора. Чрез използването на този резистор е дадено от експлоатация на колектора DC транзистор. Rs резистор осигурява отрицателна обратна връзка DC. Se кондензатор шунт RS и премахва отрицателната обратна връзка на AC. входно напрежение Uin. Er източник на сигнал определено вътрешно съпротивление Rg. е вход на усилвателя чрез свързващ кондензатор С1. Този кондензатор не предава постоянно компонент на входния сигнал, който може да причини отклонение усилвател. Блокиране на кондензатор С2 се използва за предаване на товара RL само променливия елемент на усиленият сигнал. В повечето случаи, натоварването е входно съпротивление на следващия етап на усилвател.

спокоен режим каскада с OE. При липса на AC вход постоянен ток Ik потоци в кръгът на колектора. чиято стойност зависи от захранващото напрежение Ек. устойчивост резистори Rk и RS и постоянен Ib база ток. стрес баланс в тази верига определя каскада тих режим:

Уравнение (5,1) представлява права линия уравнение, което се основава на семейството на изходните характеристики на транзистор от две точки с коефициенти Ik = 0, = Ek Уке и Уке = 0 (фигура 5.4). Тази линия се нарича динамичен характерна линия или DC товара. За базовата стойност Ib и Ik предварително определен Уке текущата точка, определена в пресечната точка на съответната колектор натоварване характеристика линия.

По време на работа на усилвателя в клас А, избран работен точка R. което трябва да бъде приблизително в средата на сегмент AB на линията натоварване. Тази точка съответства на настоящия IBR база. която се определя от делител R1, R2 определя колектора ток Ic и напрежението UCR в режим на готовност.

Загрейте настройка на режима на работа на каскадата с УО. характеристики транзистор и влияят на настройките на усилвателя като цяло. Една важна причина е да се промени под влиянието на промени в околната температура етап статичен режим среда. Например, при по-високи температури увеличава обратен ток колектор възел Ико и база текущата печалба β. Това увеличава колектор текущата и почивка точка P се движи нагоре по линията на натоварването. Резултатът е нарушаване на изходното напрежение е вече в по-малък вход от към точката за почивка позиция за почивка.

За да се гарантира независимостта на параметри на усилвателя на температурата, т.е. осигури топлинна стабилизиране на неговите режими, е възможно чрез отрицателна обратна връзка (напрежение или ток). Фигура 5.3 схемата се използва за нагряване настройка верига Rece. предоставяне на отрицателна обратна връзка ток колектор. По тази схема, въз основа на офсет напрежение се изчислява по формулата:

където UR2- напрежение през резистор R2;

Принципът на режима на каскада на стабилизация е както следва. Ik колектор ток се увеличава с повишаване на температурата. което увеличава напрежението урея. От (5.2) следва, че напрежението Ube. и по този начин база ток Ib намалява. Това намалява колектор ток Ik същество към първоначалната си стойност.

За да се премахне негативните отзиви AC компактдискове от входния сигнал резистор шънт кондензатор Се на. устойчивост на което трябва да бъде по-малко от РС. При липса на кондензатор Ce резистор RS да се появят урея напрежение променлив компонент, който е насочен противоположно на ЕГН на входното напрежение. т.е. входно напрежение транзистор се намалява. Етапът на печалба след това ще бъде намалена.

Етапът работа с МА в присъствието на входния сигнал. Когато входният синусоидален сигнал Уин база ток ще се промени и точка Р работна ще се движат през линията натоварване, промяна на токове и напрежения в каскадата. Ако входа на усилвател получава положителен половин вълна входното напрежение, кръстовището на емитер е още отключена, и база ток ще се увеличи. Това увеличава и колекционер ток, който увеличава пада на напрежение през резистора Rk и намаляване на напрежението Ука. Когато отрицателно половин вълна транзистор Уин, обратно, ще prizapiratsya и Ука увеличаване на напрежението. По този начин напрежението на етапа на изход с МА в antiphase с входния сигнал.

параметри еквивалентна схема и етап с MA. малък режим транзистор сигнал печалба оперира в линейните характеристики на съответните площи. В този случай, изчисляване на основните динамични параметри се извършва от еквивалентната схема на AC усилвател етап свързан към средния диапазон. Когато този капацитет на транзистора преходи се игнорират и кондензатори С1, С2 и Ce са избрани така, че тяхната устойчивост средночестотен е малък и може да бъде пренебрегнато.

Използването на Т-образна еквивалент верига на транзистор MA се получава еквивалентна схема на етапа на усилвател (фигура 5.5).

Фигура 5.5 - еквивалентна схема на етапа на усилвател с MA

Еквивалентен транзистор верига е показана физични параметри: RB - обем съпротивление на основата на (стотици ома), RS - диференциално съпротивление напред предубедени емитер възел (desyatki_Om), - съпротивлението диференциална е обратно предубедени колектор възел (стотици ома), βIb - алтернатор отразява колектор ток зависимост база ток.

AC захранване е нулево съпротивление (Ek - източник на напрежение). Ето защо, на резистори R1 и Rk е свързан с общата автобуса. Така, в основата на транзистор верига включва паралелно свързан резистори R1 и R2, при условие резистор R = R1║R2, и по веригата на колектора включва резистори Rk и R '.