Электрические и эксплутационные параметры.

Электрические и эксплутационные параметры.

Uкэ(u)max, Uбэ(u)max,; Рк(u) max, Ркт max,; Iк(u) max, Iб(u) max, не должны превышаться коэф. нагрузки -0.5; h21-коэф. усиления по току.; h21= Iк/Iб, h21= ∆Iк/∆Iб; fгр- граничная частота. Для fгр=> h21=1; Iкб0, Iэб0, Сэ,Cк, tп max- t перехода(170°), tк max- t корпуса.

2. Каскад с ОЭ: схема включения, значения параметров Rвх, Rвых, Ku, Ki, φ. Достоинства и применение.

Составные транзисторы: схемы Дарлингтона и Шиклаи. Применение.

Схема Дарлингтона: два, иногда три транзистора, соединенных для увеличения коэффициента передачи тока.

 

Ток через вторую базу идёт через эмиттер

Транзистор Шиклаи:

 

 

Используя комбинацию транзистора Дарлингтона и Шиклаи в выходном каскаде, мы получаем возможность устанавливать на выходе транзисторы одной структуры n-p-n, кот. легко при необходимости подобрать с близкими параметрами и уменьшить тем самым уровень нелинейных искажений выходного сигнала.

Rб предназначен для отвода тока утечки предвыходного транзистора из базы выходного.

Реальная схема выходного каскада усилителя мощности. Принцип работы.

Каскад с ОЭ на VT2 обеспечивает усиление входного сигнала по напряжению с целью увеличения его Ku. В его коллекторную цепь включен источник тока на VT1.

Каскад на VT3 осуществляет установку и стабилизацию рабочего тока входного каскада. Он откр/закр. таким образом, чтобы Uбэ₃=0.6B. т.е. Uб₆, Uб₇ = 0.6В при нижнем положении подвижного контакта R3.

C1 исключает каскад на VT3 из коллекторной нагрузки VD2.

VT4, VT5 осуществляют защиту от перегрузок по току и КЗ нагрузки выходного каскада. U_R6, U_R7 <0.6B VT4, VT5 заперты и не влияют на работу схемы. Когда напряжение будет выше 0.6, тогда VT4,VT5 приоткрываются и «отбирают» часть базового тока VT6,VT7 ограничивая т.0 max значения тока VT8,VT9 на заданном уровне.

Эффект Миллера.

Rи

æ=∆Uвх/∆Uвых=10^-2

æ- коэффициент обратной связи

За счет присутствия Скб (барьерная ёмкость в усилительном каскаде с ОЭ) существует паразитная ООС. Сигнал на коллекторе инверсен по отношению к входному и через Скб попадая на базу вычитается из входного сигнала.

Uвх э=Uвх-∆Uвх = Uвх-Uвых æ

Допустим: Uвх=0.1 1) Кu=1 Uвх экв=99mВ

2) Ku=10 Uвх экв=90mB

3) Ku=50 Uвх экв=50mB

Эффект Миллера заключается в в увеличении действующего значения Скб в Кu раз. Этот эффект существенно ограничивает усиление каскада с ОЭ на высоких частота, где величина ХСкб сравнимы с входным сопротивлением каскада и æ имеет значительную величину.

С электронного конспекта:

Усилитель обладает некоторым коэффициентом усиления по напряжению Кu, следовательно, небольшой сигнал напряжения на входе порождает на коллекторе сигнал, в Кu раз превышающий входной (и инвертированный по отношению к входному). Волна проходит через конденсатор, попадает на базу и уменьшает входной сигнал. Из этого следует, что для источника сигнала емкость Скб в (Кu +1) раз больше, чем при подключении Скб между базой и землей. Эффект Миллера часто играет основную роль в спаде усиления, так как типичное значение емкости обратной связи около 4 пкФ соответствует (эквивалентно) емкости в несколько сотен пикофарад, присоединенной на землю.

Последовательная ОС по току

При последовательной обратной связи по току в выходной цепи усилителя включается специальный резистор ,

падение напряжения на котором пропорционально выходному току.

Во входной цепи усилителя это алгебраически складывается с входным напряжением.

.

При глубокой ООС по току эту формулу можно преобразовать к следующему виду:

Последовательная ООС по току, как и по напряжению, уменьшает частотные искажения (расширяет полосу пропускания АЧХ) и нелинейные искажения усилителя. Введение ООС снижает также влияние помех и наводок, проникающих в усилитель.

Входное сопротивление усилителя с ООС определяется способом подачи сигналов во входную цепь

Наиболее существенное отличие последовательных ООС по напряжению и току проявляется через величину R_выхОС. Выходное сопротивление усилителя с ООС определяется способом снятия сигнала обратной связи с выхода устройства. При этом способ подачи сигнала ООС во входную цепь не играет никакой роли. Для R_выхОС усилителя, охваченного ООС по току, можно записать следующее выражение:

откуда следует, что выходное сопротивление возрастает. Таким образом, рассмат­риваемая ООС приводит к увеличению R_вьхОС, причем тем в большей степени, чем глубже обратная связь.

Изложенное выше позволяет заключить, что последовательная ООС по току стабилизирует коэффициент усиления по напряже­нию при постоянной нагрузке, снижает искажения, повышает входное и выходное сопротивления усилителя.

Усилители. Классификация (линейные (УПТ, УЗЧ (УНЧ), УВЧ, ШПУ, УПУ (ИУ)) и нелинейные (логарифмические, показательные (антилогарифмические), усилители-ограничители, функциональные преобразователи) и основные характеристики. Чувствительность усилителя.

Усиление - это процесс преобразования энергии источника питания по закону входного сигнала.

Усилители - устройства, предназначенные для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения, тока, мощности).

Основные параметры:

;

УПТ – усилитель постоянного тока

Используются: для усиления сигнала медленно изменяющегося во времени;

УЗЧ (УНЧ) – усилитель звуковых частот

УВЧ – усилитель высоких частот (f_н≈10⁴Гц, f_в≈10⁹Гц)

Используются: в теле- и радиоприемниках;

ШПУ – широкополосные усилители (f_н≈10Гц, f_в≈10⁹Гц)

УПУ - узкополосные усилители

Используются: для выделения сигнала в заданной полосе

 

	Логарифмические (компрессоры) Исп.:сжатие диапазона сигнала, запись на носитель		Усилители-ограничители
	Показательные (антилогарифмические) Исп.:разжатие диапазона сигналов;		Функциональ-ные преобразователи

По амплитудной характеристике можно выделить следующие основные параметры усилителя:

1. Коэффициент усиления по току;

2 Коэффициент усиления по напряжению

3 Коэффициент усиления по мощности ;

4 Чувствительность усилителя — минимальное значение входного сигнала, при котором полезный сигнал на выходе уже различим на уровне помех (при отношении сигнал - шум)

5 Динамический диапазон - отношение амплитуды максимально допустимого выходного напряжения к минимально допустимому, при которых не возникает искажение .

На ОУ

Тепловое сопротивление.

Тепловое сопротивление показывает, на сколько градусов по Цельсию увеличится тем-ра кристалла при подведении к нему мощности в 1 Вт.

, где Р – мощность.

 

Гладкая и чистая поверхность металла имеет маленькое тепловое сопротивление, а грязная и неровная — высокое. Тепловое сопротивление транзистора зависит от конструкции его корпуса, площади полупроводникового кристалла и, как ни странно, от частоты переключения и скважности импульсов. (Скважность импульса - отношение периода следования (повторения) импульса к его длительности).

Последовательное:

О существляют усиление по напряжению

Источники опорного напряжения. Задание рабочего тока стабилитрона, источника тока на ОУ. Стабилитронные интегральные микросхемы.

~ ТKU- 3,5÷4,7В

 

 

Задание рабочего тока в стабилитроне:

 

Включение R_I позволяет уменьшить и в еще большей мере стабилизировать ток (сделать его независимым от конкретного транзистора).

Источники тока на операционных усилителях.

Ic

При включении напряжения питания в следствии ПОС напряжение на входе начинает возрастать, когда в точке В оно возрастает до 6,2 В, в точке А оно составит эту же величину:

Существуют специальные стабилитроны с стабильной временной стабильностью напряжения. В стабилитроне D818 c целью температурной стабилизации использовалась тройка параллельно включенных диодов.

Стабилитронные интегральные схемы.

 

TL431-2,5B

TL432-1,25В

Imax=100mA

Iупр<3mA

 

1:2

1:4

Дешифратор – устройство с несколькими входами и выходами, у которого определенные комбинации входных сигналов соответствует активное состояние одного или нескольких выходов.

Увеличение разрядности дешифраторов:

Дешифраторы и демультиплексоры (если вх. DX (0 или 1)) использ. как информ.) одноврем.

Если на D1 запис. 1- дешифр.

Электрические и эксплутационные параметры.

Uкэ(u)max, Uбэ(u)max,; Рк(u) max, Ркт max,; Iк(u) max, Iб(u) max, не должны превышаться коэф. нагрузки -0.5; h21-коэф. усиления по току.; h21= Iк/Iб, h21= ∆Iк/∆Iб; fгр- граничная частота. Для fгр=> h21=1; Iкб0, Iэб0, Сэ,Cк, tп max- t перехода(170°), tк max- t корпуса.

2. Каскад с ОЭ: схема включения, значения параметров Rвх, Rвых, Ku, Ki, φ. Достоинства и применение.