Файл: 1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p n переход, виды полупроводниковых диодов 3.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 150
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Устройство биполярного транзистора, его характеристики и схемы включения
Устройство полевого транзистора с p – n переходом, его характеристики и схемы включения
Установка режимов работы транзисторов
Работа транзисторного усилителя в режиме А, его достоинства и недостатки
Влияние ООС на примере усилителя, охваченного последовательной ООС по напряжению
Примеры применения ОУ для выполнения математических операций
RC – генераторы синусоидальных сигналов
Структурная схема и описание работы источника вторичного электропитания
Сумматор. Сумматор параллельного типа
R2 выбирают из
условия Iдел =(8/l0)Iб и находят сумму сопротивлений R1 + R2 : R1 + R2=E/Iдел
Определяют напряжение UR2 = URэ + Uбэ полагая, что для кремневого транзистора Uбэ = (0,6 / 0,7)B . Далее определяют значение R2= UR2 /Iдел
Учитывая, что в настоящее время расчет транзисторных схем проводится с помощью специальных компьютерных программ, приведенный ориентированный «ручной» расчет носит характер иллюстрации и помогает уяснить взаимосвязь различных параметров элементов транзисторной схемы.
Р
ассмотрим усилительные свойства по переменному току схемы с эмиттерной стабилизацией. Очевидны следующие соотношения:
Если параллельно резистору Rf подключить конденсатор Сэ достаточно большой емкости, который ликвидирует ООС по переменному току, это приводит к увеличению коэффициента усиления усилителя по напряжению.
ОСНОВНАЯ СУТЬ ВОПРОСА: (СТР 165)
Режим А характеризуется тем, что ток на выходе протекает в течение всего периода действия входного сигнала. Это возможно, когда рабочая точка (точка покоя) выбирается в средней части линейного участка входной характеристики транзистора (на рис. 74 обозначена буквой А).
Как видно из рис. 74 максимальная амплитуда переменной составляющей выходного тока Iкт в режиме А не может быть больше тока покоя Iко. Поэтому этот режим не может обеспечить высокий КПД: A = P/P0, где Р - выходная мощность по переменному току, Р0 - полная мощность, потребляемая усилителем. Величина КПД
определяется формулой A=(IктUкэт)/(2IкUкэ) < о,5. Учитывая столь низкий КПД, режим А редко используется в устройствах, предназначенных для усиления мощности сигнала.
Режим В характеризуется тем, что ток на выходе протекает в течение примерно половины периода входного сигнала (угол отсечки близок к 0 = /2), а рабочая точка выбирается вначале входной характеристики (рис. 75).
Когда сигнал на входе отсутствует, значение тока на входе равно нулю и усилительное устройство не потребляет энергию от источника питания. В связи с этим общая потребляемая энергия в режиме В значительно меньше, чем в режиме А.
Из-за нелинейности начального участка ВАХ форма выходного тока при малых его значениях существенно искажается.
Рис. 75. Входная характеристика и форма тока в режиме BиAB
Поэтому в чистом виде режим В применяется редко. Чаще всего применяют режим АВ, в котором угол отсечки 0 несколько больше /2 (пунктирная линия на рис. 75), и при отсутствии входного сигнала на выходе протекает небольшой ток, равный обычно 5%-10% от максимального тока при заданном входном сигнале. Такой выбор рабочей точки позволяет уменьшить нелинейные искажения при применении гак называемых двухтактных усилительных устройств, состоящих, по крайней мере, из двух транзисторов, работающих с противофазным входным сигналом.
Для иллюстрации работы усилительного устройства в режиме В, рассмотрим двухтактный усилитель мощности на биполярных транзисторах различного типа проводимости (рис. 76, а).
Г
лавной особенностью таких усилителей является последовательное питание транзисторов по постоянному току. На схеме применен двухполярный источник питания (со средней общей точкой).
Обратной связью (ОС) называют влияние некоторой выходной величины на некоторую входную, которая в свою очередь определяет эту выходную величину. В общем случае возможны два вида обратной связи: положительная и отрицательная.
Обратную связь называют положительной, если ее напряжение находится точно в фазе с напряжением сигнала, подводимым ко входу устройства: напряжение сигнала на входе при этом увеличивается. Если же напряжение обратной связи находится точно в противофазе с входным, а, следовательно, вычитается из него, уменьшая сигнал на входе, то обратная связь называется отрицательной. Если цепь ОС не содержит реактивных элементов, то она будет частотно-независимой,
если содержит, то частотно-зависимои.
Положительная обратная связь применяется в генераторах электрических сигналов, и о ней будем говорить позднее. А для усилителей характерно применение отрицательной ОС (ООС).
Цепь обратной связи можно присоединить к входу и выходу схемы разными способами. Если цепь ООС присоединена к выходу схемы параллельно нагрузке, то напряжение ООС будет пропорционально напряжению на нагрузке: такую связь называют ООС по напряжению.
Если же цепь ОС присоединена к выходу устройства последовательно с нагрузкой, то напряжение ООС будет пропорционально току в нагрузке: это будет ООС по току.
Ко входу устройства цепь ООС также можно подключить двумя способами: последовательно с источником сигнала и параллельно ему. В первом случае ООС будет последовательной, во втором - параллельной.
П
римеры указанных видов ООС показаны на рис. 77 – 80.
Для обратной связи, показанной на рис. 79, один вывод резистора RT подключен к выводу эмиттера, который является общим для входной и выходной цепи по схеме ОЭ.
Р
ассмотрим влияние ООС на примере усилителя, охваченного последовательной ООС по напряжению. Пусть на усилитель с ООС подается входной сигнал внешнего синусоидального источника с амплитудой 
, а непосредственно на вход - сигнал 
(рис. 81).
То есть, если глубина обратной связи достаточно велика, то коэффициент усиления зависит только от свойств цепи обратной связи. Это свойство ООС позволяет создавать усилители со стабильным коэффициентом усиления, не зависящим, например, от изменения параметров транзисторов за счет изменения температуры р - n перехода.
По аналогии с предыдущим рассмотрением, можно показать, что входное сопротивление усилителя с ООС Zвхос и входное сопротивление усилителя без ООС Zex связаны соотношением: Zвхос = Zex (1 + KU
). То есть, последовательная ООС увеличивает входное сопротивление.
Приведем без вывода следующие основные свойства усилителя с ООС:
Операционные усилители (ОУ) представляют собой разновидность усилителей постоянного тока, предназначенных для усиления как постоянных, так и переменных сигналов с верхней границей АЧХ порядка сотен кГц. Свое название «операционные» усилители получили от первоначальной области их преимущественного применения для выполнения математических операций над аналоговыми величинами в аналоговых ЭВМ.
условия Iдел =(8/l0)Iб и находят сумму сопротивлений R1 + R2 : R1 + R2=E/Iдел
Определяют напряжение UR2 = URэ + Uбэ полагая, что для кремневого транзистора Uбэ = (0,6 / 0,7)B . Далее определяют значение R2= UR2 /Iдел
Учитывая, что в настоящее время расчет транзисторных схем проводится с помощью специальных компьютерных программ, приведенный ориентированный «ручной» расчет носит характер иллюстрации и помогает уяснить взаимосвязь различных параметров элементов транзисторной схемы.
Р
ассмотрим усилительные свойства по переменному току схемы с эмиттерной стабилизацией. Очевидны следующие соотношения:Если параллельно резистору Rf подключить конденсатор Сэ достаточно большой емкости, который ликвидирует ООС по переменному току, это приводит к увеличению коэффициента усиления усилителя по напряжению.
ОСНОВНАЯ СУТЬ ВОПРОСА: (СТР 165)
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14
Работа транзисторного усилителя в режиме А, его достоинства и недостатки
Режим А характеризуется тем, что ток на выходе протекает в течение всего периода действия входного сигнала. Это возможно, когда рабочая точка (точка покоя) выбирается в средней части линейного участка входной характеристики транзистора (на рис. 74 обозначена буквой А).
Как видно из рис. 74 максимальная амплитуда переменной составляющей выходного тока Iкт в режиме А не может быть больше тока покоя Iко. Поэтому этот режим не может обеспечить высокий КПД: A = P/P0, где Р - выходная мощность по переменному току, Р0 - полная мощность, потребляемая усилителем. Величина КПД
определяется формулой A=(IктUкэт)/(2IкUкэ) < о,5. Учитывая столь низкий КПД, режим А редко используется в устройствах, предназначенных для усиления мощности сигнала.
-
Работа транзисторного усилителя в режиме В, его достоинства и недостатки
Режим В характеризуется тем, что ток на выходе протекает в течение примерно половины периода входного сигнала (угол отсечки близок к 0 = /2), а рабочая точка выбирается вначале входной характеристики (рис. 75).
Когда сигнал на входе отсутствует, значение тока на входе равно нулю и усилительное устройство не потребляет энергию от источника питания. В связи с этим общая потребляемая энергия в режиме В значительно меньше, чем в режиме А.
Из-за нелинейности начального участка ВАХ форма выходного тока при малых его значениях существенно искажается.
Рис. 75. Входная характеристика и форма тока в режиме BиAB
Поэтому в чистом виде режим В применяется редко. Чаще всего применяют режим АВ, в котором угол отсечки 0 несколько больше /2 (пунктирная линия на рис. 75), и при отсутствии входного сигнала на выходе протекает небольшой ток, равный обычно 5%-10% от максимального тока при заданном входном сигнале. Такой выбор рабочей точки позволяет уменьшить нелинейные искажения при применении гак называемых двухтактных усилительных устройств, состоящих, по крайней мере, из двух транзисторов, работающих с противофазным входным сигналом.
Для иллюстрации работы усилительного устройства в режиме В, рассмотрим двухтактный усилитель мощности на биполярных транзисторах различного типа проводимости (рис. 76, а).
Г
лавной особенностью таких усилителей является последовательное питание транзисторов по постоянному току. На схеме применен двухполярный источник питания (со средней общей точкой).-
Виды и характеристики обратных связей в усилителях. Примеры
Обратной связью (ОС) называют влияние некоторой выходной величины на некоторую входную, которая в свою очередь определяет эту выходную величину. В общем случае возможны два вида обратной связи: положительная и отрицательная.
Обратную связь называют положительной, если ее напряжение находится точно в фазе с напряжением сигнала, подводимым ко входу устройства: напряжение сигнала на входе при этом увеличивается. Если же напряжение обратной связи находится точно в противофазе с входным, а, следовательно, вычитается из него, уменьшая сигнал на входе, то обратная связь называется отрицательной. Если цепь ОС не содержит реактивных элементов, то она будет частотно-независимой,
если содержит, то частотно-зависимои.
Положительная обратная связь применяется в генераторах электрических сигналов, и о ней будем говорить позднее. А для усилителей характерно применение отрицательной ОС (ООС).
Цепь обратной связи можно присоединить к входу и выходу схемы разными способами. Если цепь ООС присоединена к выходу схемы параллельно нагрузке, то напряжение ООС будет пропорционально напряжению на нагрузке: такую связь называют ООС по напряжению.
Если же цепь ОС присоединена к выходу устройства последовательно с нагрузкой, то напряжение ООС будет пропорционально току в нагрузке: это будет ООС по току.
Ко входу устройства цепь ООС также можно подключить двумя способами: последовательно с источником сигнала и параллельно ему. В первом случае ООС будет последовательной, во втором - параллельной.
П
римеры указанных видов ООС показаны на рис. 77 – 80.Для обратной связи, показанной на рис. 79, один вывод резистора RT подключен к выводу эмиттера, который является общим для входной и выходной цепи по схеме ОЭ.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14
Влияние ООС на примере усилителя, охваченного последовательной ООС по напряжению
Р
ассмотрим влияние ООС на примере усилителя, охваченного последовательной ООС по напряжению. Пусть на усилитель с ООС подается входной сигнал внешнего синусоидального источника с амплитудой , а непосредственно на вход - сигнал (рис. 81).То есть, если глубина обратной связи достаточно велика, то коэффициент усиления зависит только от свойств цепи обратной связи. Это свойство ООС позволяет создавать усилители со стабильным коэффициентом усиления, не зависящим, например, от изменения параметров транзисторов за счет изменения температуры р - n перехода.
По аналогии с предыдущим рассмотрением, можно показать, что входное сопротивление усилителя с ООС Zвхос и входное сопротивление усилителя без ООС Zex связаны соотношением: Zвхос = Zex (1 + KU
). То есть, последовательная ООС увеличивает входное сопротивление.Приведем без вывода следующие основные свойства усилителя с ООС:
-
введение ООС приводит к расширению полосы пропускания усилителя, -
введение последовательной ООС как по току, так и по напряжению приводит к увеличению входного сопротивления, -
введение параллельной ООС уменьшает входное сопротивление усилителя, -
введение ООС по напряжению уменьшает, а ООС по току увеличивает выходное сопротивление усилителя.
-
Усилители на ОУ
Операционные усилители (ОУ) представляют собой разновидность усилителей постоянного тока, предназначенных для усиления как постоянных, так и переменных сигналов с верхней границей АЧХ порядка сотен кГц. Свое название «операционные» усилители получили от первоначальной области их преимущественного применения для выполнения математических операций над аналоговыми величинами в аналоговых ЭВМ.