Схема расщепления фазы (фазоинвертор) с единичным коэффициентом усиления. Применение.

Iк = 1mА;

r_э0 = φ_T/ Iк = 25 Ом;

Ku = Rк/(Rэ + r_э0) ≈ Rк/Rэ = 1.

 

Может использоваться в двухтактных усилителях.

 

Модель Эмберса – Молла.

I_к = I_э0(e^Uбэ/φт – 1)

Начальный ток эмиттерного перехода I_э0 зависит от мощности транзистора, его конструкции и температуры, а также от ширины эмиттерного перехода.

φ_T – тепловой потенциал.

φ_T = кТ/q, где

к – постоянная Больцмана;

q – заряд электрона.

r_э0 = φ_T/ I_к – внутреннее сопротивление эмиттера.

Тепловой коэффициент Uбэ = 2.1 mВ/ºС. Это означает, что при увеличении напряжения на коллекторе на 1В необходимо уменьшить Uбэ на 1 mВ с целью сохранения тока неизменным.

 

 

9. Нелинейные искажения при Rэ = rэ0.

Кu = Rк/ r_э0 = Rк*Tк/ φ_T = Uп – Uк/ φ_T.

Кu увеличивается если увеличивается Iк или меньше Uк.

 

10. Схемы задания общей точки. Недостатки. Применение.

Iк0 = Iб0*h21 = (Uп – Uбэ/Rб)*h21.

Недостатки: зависимость от h21.

R1 осуществляет параллельную ООС по напряжению, что стабилизирует положение рабочей точки. Напряжение на базе определяется напряжением на коллекторе. Если Iк по какой – то причине увеличивается, Uк – уменьшается, а значит изменяется Uбэ и ток вернётся к прежнему.

Недостатки: параллельная ООС уменьшает входное сопротивление.

 

Делим резистор на два и среднюю точку подключаем к земле через конденсатор.

С устраняет ООС для переменного тока, а значит увеличивает входное сопротивление.

 

 

Токовые зеркала (эффект Эрли). Недостатки. Применение.

Iпр = Iн.

VT1 и VT2 расположены на одном кристалле в непосредственной близости друг от друга и имеют одинаковые параметры и температуру. То есть имеет место однозначное соответствие между Uбэ и Iк. Задавая ток коллектора на мост транзисторов мы вызываем такое изменение Uбэ, что ток коллектора второго транзистора в точности соответствует току первого.

Недостатки: эффект Эрли.

Эффект Эрли заключается в том, что изменение напряжения между коллектором и эмиттером влечет изменение напряжения между базой и эмиттером.

Уменьшить эффект Эрли можно введением в эмитторные цепи резисторов обратной связи либо путём использования зеркала Уилсона.

Токозадающим является VT1, включённый по схеме с ОЭ.

Uк1 = Uп – 1.2 – подавлен эффект Эрли.

VT3 включён по схеме с ОБ. Усиливает напряжение на Rн таким образом, чтобы обеспечить заданный Iпр.

 

Токовые зеркала используются в качестве коллекторной нагрузки ДУ и ОУ, что позволяет увеличивать их К_u даже в большей степени, чем при использовании коллекторной нагрузки источника тока. Токовые зеркала и отражатели токов также используются для задания режимов работы сложных электронных устройств и схем в том числе интегральных.

 

Отражатели тока.

Токовые зеркала используются в качестве коллекторной нагрузки ДУ и ОУ, что позволяет увеличивать их К_u даже в большей степени, чем при использовании коллекторной нагрузки источника тока. Токовые зеркала и отражатели токов также используются для задания режимов работы сложных электронных устройств и схем в том числе интегральных.

 

 

 

 

 

 

Режимы работы транзисторов: активный (усилительный), инверсный, насыщения.

 

Основные режимы работы биполярных транзисторов:

1. Активный (усилительный) режим: эмиттерный p-n включён в прямом направлении, приоткрыт, коллекторный в обратном, закрыт. Характеризуется большим K_I. Основной режим работы.

2. Инверсный режим: эмиттерный переход смещён в обратном направлении, коллекторный – в прямом. Недостатки: малый Ki и Uбэmax. Достоинства: высокое быстродействие, малое напряжение насыщения. Используется в быстродействующих переключающих схемах

K_Iинв<< 1/10* K_Iусил (K_Iинв< 1/10* K_Iусил)

U_Пmax< 7 В

Эмиттерный переход сильнолегирован, коллекторный – слабо (с целью уменьшения U_Кmax).

3. Режим насыщения: оба p-n перехода транзистора включают в прямом направлении, открыты.

4. Режим отсечки: оба p-n перехода транзистора включают в обратном направлении, закрыты.

Чередование режимов 3 и 4 позволяет в ключевых каскадах (в т.ч. в усилителях класса D) увеличить КПД до 90-98%.