Схема с общим эмиттером (ОЭ). Основные хар-ки схемы

В схеме с общим эмиттером для входа и выхода транзистора общим является эмиттер. Схема имеет вид:

Входным напряжением в схеме Uвх явл-ся напряжение Uбэ (база эмиттер транзистора). Выходным напряжением явл-ся разность между напряжением питания (Ек-коллектора) и падением напряжения (Uкэ): Uвых = Ек-Uкэ.

В большинстве случаев Uвых считается Uвых = Iк * Rн

В схеме входным током является I_Б (базы). Iвх = I_Б

Выходным является ток коллектора: Iвых =Iк

Основные характеристики схемы с общим эмиттером

Коэф. усиления по току в схеме с общим эмиттером:

К_IЭ = ∆I_вых /∆I_вх = ∆Iк /∆I_Б =В-статический коэф. усиления.

Коэф. усиления по напряжению:

К_UЭ =∆Uвых /∆Uвх = ∆Iк*Rн / ∆I_Б *Rвх = ϐ * Rн/Rвх

Коэф. усиления по мощности:

Крэ = К_IЭ *К_UЭ = ϐ² * Rн/Rвх, где Rвх = ∆U_БЭ /∆I_Б

Из характеристик следует, что схема с общим эмиттером обладает большим коэф-ом усиления по I, по U и по мощности P.

 

Транзисторные усилители.

Усилители построены на тран. подразделяются на 3 ключа.

Усилители низкой частоты (УНЧ).

УНЧ усиливает сигнал в узком диапазоне частот соответст. с амплитудной част. Характеристикой различают. Предельно низкою частоту усиления и предельно высокую частоту усиления Для усилителя низкой частоты отношение лежит в пределах от = 10÷1000 и предел частоты = 20 кГц. Иногда их называют усилители звуковых частот начинает 20 кГц и заканчивается 20 кГц.

Усилители постоянного тока (УПТ).

В таких усилителях = 0 =100кГц

Широкополосные усилители

= 1 кГц верхнее = 100 мГц

Усилители характеризуются следующими коэффициентами. Коэффициент усиления по напряжению по току по мощности .

Эквивалентная схема имеет вид.

 

В эквивалентной схеме – внутренне сопротивление источника входного сигнала .

Из эквивалентной схемы следует чем больше усилителя по отношению источника передается на вход усилителя. Выходной сигнал определяется соотношением и чем больше , тем большая часть напряжения передается с выхода усилителя на нагрузку.

Характер. Усилителей

Усилитель бывает по току , по напряжению и по мощности .

Как и во всех других схемах усилители коэффициент определяется как отношение выхода к входу = / .

В многокаскадных усилителях общий коэффициент усилителя равняется произведению каскадов = … часто коэффициенты определяются не в абсолютных значениях а в децибелах так = 20lg() = 20lg() = 10lg()

Если общий коэффициент усиления в абсолютных значениях равен произведению то в дб равен сумме составляющих = + +…+

Характеристики транзисторных усилителей

Коэффициент усиления: по I (k_I), по U (k_U), по Р (k_P).

Коэффициент определяется как отношение выхода ко входу. Например, k_U=U_вых/U_вх. В многокаскадных усилителях общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления каскадов, например, Часто коэффициент усиления используют не в абсолютных значениях, а в децибеллах (дБ).

В дБ общий коэф-т усиления равен сумме составляющих. Например, k_U= k_U1+ k_U2+…+ k_Un

 

 

Усилители низкой частоты

Схема:

 

 

В состав схемы кроме транзистора входят: разделительные конденсаторы Ср1 и Ср2, делитель постоянного напряжения питания , коллекторное сопротивление Rк. Транзистор включается по схеме с общим эмиттером. Разделительные конденсаторы применяются для того, чтобы постоянная составляющая входного напряжения не поступала на базу транзистора и постоянная составляющая Uкэр (коллекторно-эмиттерного транзистора) не передавалась на выход схемы. Делитель предназначен для задания нач. рабочей точки по постоянному напряжению. В дальнейшем относительно этого напряжения будут изменяться как входной, так и выходной сигнал. Начальная рабочая точка выбирается на середине линейного участка входной и выходной характеристик усилителя, для того, чтобы положительная и отрицательная полуволна усиливалась одинаково. В этом случае нет в выходном напряжении нелинейных искажений. Для описания принципа действия рассмотрим 2 хар-ки училителя: входную хар-ку (зависимость тока базы Iбэ от напряжения Uбэ), выходную (зависимость тока коллектора I от напряжения Uкэ). Хар-ки имеют вид:

 

 

Рассм процессы по входной хар-ке. Допустим . В этом случае на базу транзистора подается постоянное напряжение с делителя (Uбэр). В этом случае начальная рабочая точка примет положение р’. Если на вход будем подавать , на базе транзистора будет создаваться переменное напряжение Uвхm с пьедесталом Uбэр. В результате базовый ток транзистора будет изменяться от +Iбm до – Iбm.

Представим выходную хар-ки в виде набора кривых. Состояние насыщения тока Iк по каждой кривой определяется значением тока базы. На выходную хар-ку положим нагрузочную прямую, которая проходит через 2 точки: по оси абсцисс Ек, ординат- Ек/Rк. Iк опр-ся по точкам совпадения кривых и нагрузочной прямой. Iк откладывается по оси, параллельной оси абсцисс. Т.к. =Uкэm-Uкэр, Uкэm=Ек-IкRк выходное напряжение откладывается по оси, II оси ординат. Рассмотрим 2 режима: 1) Uвх=0, при этом по входной хар-ке Iб=const и соответствует т. р’. В выходной хар-ке это соответствует Iк в т. р => Iк постоянный. Uвых=0, т.к. между Rк и выходом стоит конденсатор, не пропускающий постоянную составляющую.

2) если на вход подать переменное U, это приведет к изменению Iб. Изменение Iб приведет к изменению Iк, который относительно т. Iкр будет изменяться от + Iкm до – Iкm. Это приведет к изменению Uкэm. Uкэm будет передаваться через Ср2 на выход. Т.к. в схеме Uвхm≈0.1 В, Uвыхm≈0.5 В, имеем коэф-т усиления =50. Особенность усилителя в том, что кроме усиления I, U, Pвыполняет инверсию входного сигнала на выходе.

 

 

Эмиттерный повторитель (ОК)

В эмиттерном повторителе транзистор включен по схеме с общим коллектором. Поэтому схема обладает всеми свойствами ранее рассмотренными. Схема эмит. повт.:

 

В схеме разделительные конденсаторы Ср1 и Ср2, делитель R выполняет те же функции, что в усилителе низкой частоты. Согласно св-в схемы включения транзистора с общим коллектором запишем: Uвх= Uвых- Uбэ (Uбэ≈0)

т.е., Uвых≈Uвх => коэф. усил-я по U (kU)

Входное сопротивление эмиттерного ускорителя определяется по формуле: Rвх≈βRэквн