Файл: Ответ Аналоговые электронные устройства (аэу) Аналоговые электронные устройства (.docx

искажения присущи всем режимам с отсечкой, применяемым в усилителях.

В режиме AB рабочую точку А выбирают примерно на середине начального криволинейного участка передаточной характеристики транзистора. В результате импульсы тока коллектора оказываются несколько шире половины периода и угол отсечки 0>90°. Режим АВ является основным для двухтактных каскадов. Здесь потребляется некоторый ток покоя, по КПД лишь незначительно ниже, чем в режиме В. Преимущество - отсутствие искажений, вызванных кривизной начального участка передаточной характеристики.

Режим С характеризуется выбором исходной рабочей точки (A) области запирания транзистора, в результате чего угол отсечки 0<90°. Режим С применяется в радиопередающих устройствах, а также в усилителях с повышенным КПД.

Режим D, или ключевой режим работы транзистора, состоит в том, что па его вход подаются прямоугольные импульсы большой амплитуды, полностью отпирающие и запирающие транзистор. Последний используется в качестве выключателя или ключа. Он всегда находится в одном из двух крайних состояний: «полностью открытом» или «полностью закрытом». В первом из них падение напряжения между выходными электродами транзистора близко к нулю, а во втором - его ток близок к нулю. Поэтому потери энергии в транзисторе всегда ничтожно малы. Переброс из одного состояния в другое осуществляется мгновенно. Режим D позволяет получать в усилителях очень высокий КПД.

Вопрос 6 – giống 4

Понятие усилительного каскада. Многокаскадные усилители и способы связи каскадов в таких усилителях. Их сравнительная характеристика.

Ответ

Простейшим усилителем является усилительный каскад. Усилительный каскад – минимальная часть усилителя, сохраняющая его функции.

Многокаскадные усилители – усилительные устройства, состоящие из соединения двух и более каскадов. Соединение может быть:

---

Виды межкаскадных связей:

1/ Непосредственная (гальваническая). Выход первого каскада соединён со входом второго без участия каких-либо цепей связи.

Плюсы – отсутствие соединительных элементов -> отсутствие дополнительных частотных искажений.

Минус – рабочая точка предыдущего каскада влияет на рабочую точку последующего каскада



2\ Емкостная связь

Плюс – положения рабочих точек каскадов независимы друг от друга.

Минус – реактивные сопротивления емкостей связи зависят от частоты -> зависимость АЧХ от емкостей связи. При росте этих емкостей будет снижаться нижняя граничная частота усиления.



Трансформаторная (индуктивная)

Плюс – положения рабочих точек каскадов независимы друг от друга.

Минус – частотные свойства трансформатора определяют частотную зависимость коэффициента усиления.

---

Вопрос 7 – học

Каскад в схеме с ОЭ и его анализ (вывод расчётных выражений для его основных параметров).

Ответ



Схема так называется, так как эмиттер транзистора является общим контактом для входного и выходного сигнала. Резистор ????б задает рабочую точку, обеспечивая протекание тока смещения. Выходное напряжение снимается с ????к и через Сс2 поступает в нагрузку. Емкости связи предотвращают протекание постоянных токов через нагрузку и источник сигнала и предотвращают изменение рабочей точки.

• Усиливает и по напряжению, и по току, то есть по мощности: базовый ток усиливается в ???? раз, создавая выходной коллекторный ток, а напряжение снимается с резистора Rк – преобразователя тока в напряжение;

• Инвертирует сигнал – при подаче базового тока на транзистор он приоткрывается -> падение напряжения на уменьшившимся сопротивлении транзистора уменьшилось, а на Rк – возросло, так и проявляется инверсия;

• Ширина полосы пропускания – десятки-сотни КГц;

• Среднее-высокое входное сопротивление (сотни Ом);

• Среднее-высокое выходное сопротивление (сотни-тысячи Ом);

• Емкости связи обеспечивают независимость рабочих точек;

Сравнение основных параметров с параметрами других схем включения:

• Входное сопротивление: ОБ – ед. Ом, ОЭ – сотни Ом, ОК – сотни КОм;

• Выходное сопротивление: ОЭ, ОБ – сотни-тысячи Ом, ОК – ед. Ом;

• ????????: ОК =1, ОЭ, ОБ – десятки-сотни раз – хорошо усиливает по напряжению; • ???????? : ОБ =1, ОЭ, ОК – десятки-сотни раз – хорошо усиливает по току;

• ????p: ОБ, ОК – десятки, ОЭ – сотни-тысячи раз – используют в качестве усилителей мощности;

• Так как ????н примерно на одном уровне во всех схемах включения, оценим полосу пропускания ∆???? = ????в − ????н: ОЭ – десятки КГц, ОБ – сотни КГц, ОК – десятки МГц –самая узкополосная из всех схем;

• Исходя из ????в , можно определить, что у ОЭ самое долгое время нарастания импульса, у ОБ – быстрее, и самое быстрое – у ОК;

---

Вопрос 8-

Типовые схемы включения биполярных транзисторов, их сравнение

Ответ



а – с ОЭ; б – с ОБ; в – с ОК

Наибольшим коэффициентом усиления по мощности обладает каскад в схеме с ОЭ. Он усиливает как по току, так и по напряжению. Но, из-за высокой входной ёмкости его частотные свойства оказываются наихудшими из всех трёх типов каскадов. Входное сопротивление этого каскада определяется открытым база-эмиттерным переходом и составляет величину в несколько сотен ом. Выходное сопротивление каскада с ОЭ равно RК и, как правило, относительно велико.

Наилучшими частотными свойствами (наиболее высокой верхней граничной частотой усиления) обладает каскад в схеме с ОК. Но этот каскад не обеспечивает усиления по напряжению, только по току. Так же этот каскад обладает высоким входным сопротивлением и низким выходным, поэтому часто используется в качестве буферного усилителя.

Каскад в схеме с ОБ обладает высоким коэффициентом усиления по напряжению, но не усиливает по току. Его выходное сопротивление такое же как и у каскада с ОЭ, равно RК. Входное сопротивление очень низкое, благодаря этому постоянная времени входной цепи очень мала, и частотные свойства оказываются выше, чем у каскада с ОЭ. Из-за низкого входного сопротивления использование этого каскада приводит к падению входного напряжения при высоких сопротивлениях источника сигнала, поэтому его часто используют вместе с каскадом с ОК, имеющим очень низкое выходное сопротивление. То есть получается схема ОК-ОБ.

Вопрос 9-

Способы и цели совместного включения различных видов каскадов (ОЭ, ОБ, ОК).

Ответ

То есть получается схема ОК-ОБ



1 каскад (ОК) , имеет низкий коэффициент усиления , то есть он практически не усиливает, но его включение приводит к тому, что низкое входное сопротивление общей базы не влияет на источник сигнала

---

, низкое выходное общего коллектора согласуется с низким входных сопротивлением общей базы.

Можно было бы поставить один каскад с ОЭ, но он имеет узкую полосу пропускания, поэтому использование связки ОК-ОБ позволяет достичь широкой полосы. ОК-ОБ хорошо усиливает и по напряжению, и по току, а также обладает хорошими частотными свойствами.

ОК-ОЭ



Такая связка обеспечивает высокое входное сопротивление. Так как ОК включен как буфер, например такое используют при подключении электретного микрофона.

ОЭ-ОК



Для построения усилителя с высоким коэффициентом усиления по мощности и высокой нагрузочной (низким выходным сопротивлением) способностью применяют схему ОЭ-ОК.

Так как коэффициент усиления ОК равен единице, можно не использовать разделительную ёмкость, реализуется непосредственная связь между каскадами, рабочая точка каскада с ОК задаётся выходным постоянным напряжением (напряжением на коллекторе) каскада с ОЭ.

---