Схемы включения транзисторов с общим эммитером, с общим коллектором, с общей базой.

Коэффициент усиления по току I _вых/ I _вх. Входное сопротивление R _вх = U _вх/ I _вх.

Схема включения с общей базой

Среди всех трех конфигураций обладает наименьшим входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой коэффициент усиления по напряжению. Фаза сигнала не инвертируется.

Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.

Достоинства

· Хорошие температурные и частотные свойства.

· Высокое допустимое напряжение

Недостатки схемы с общей базой

· Малое усиление по току, так как α < 1

· Малое входное сопротивление

· Два разных источника напряжения для питания.

Схема включения с общим эмиттером

I _вых = I _к
I _вх = I _б
U _вх = U _бэ
U _вых = U _кэ

· Коэффициент усиления по току: I _вых/ I _вх = I _к/ I _б = I _к/(I _э-I_к) = α/(1-α) = β [β>>1].

· Входное сопротивление: R _вх = U _вх/ I _вх = U _бэ/ I _б.

Достоинства

· Большой коэффициент усиления по току.

· Большой коэффициент усиления по напряжению.

· Наибольшее усиление мощности.

· Можно обойтись одним источником питания.

· Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.

Недостатки

· Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой.

Схема с общим коллектором

I _вых = I _э
I _вх = I _б
U _вх = U _бк
U _вых = U _кэ

· Коэффициент усиления по току: I _вых/ I _вх = I _э/ I _б = I _э/(I _э-I_к) = 1/(1-α) = β [β>>1].

· Входное сопротивление: R _вх = U _вх/ I _вх = (U _бэ + U _кэ)/ I _б.

Достоинства

· Большое входное сопротивление.

· Малое выходное сопротивление.

Недостатки

· Коэффициент усиления по напряжению меньше 1.

Схему с таким включением называют «эмиттерным повторителем».

 

 

Схемы логических элементов на транзисторах

Инверсия функции конъюнкции. Операция И-НЕ (штрих Шеффера)

И-НЕ

Мнемоническое правило для И-НЕ с любым количеством входов звучит так: На выходе будет:

· «1» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «0»,

· «0» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «1»

Инверсия функции дизъюнкции. Операция ИЛИ-НЕ (стрелка Пирса)

ИЛИ-НЕ

		↓

Мнемоническое правило для ИЛИ-НЕ с любым количеством входов звучит так: На выходе будет:

· «1» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «0»,

· «0» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «1»

 

Дифференциальный каскад, операционные усилители

Дифференциальный каскад— электронный усилитель с двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных напряжений, умноженной на константу. Применяется в случаях, когда необходимо выделить небольшую разность напряжений.

Выходной сигнал дифференциального усилителя может быть как однофазным, так и дифференциальным. Это определяется схемотехникой выходного каскада.

Дифференциальный усилитель необходим в случаях, когда информацию несёт не абсолютное значение напряжения в некоторой точке, а разность напряжений между двумя точками.

Если на вход 1(U in+) даем сигнал, то Т1 (Q1) откр. следовательно Т2 (Q2)закрыт. На выходе(Uout) +Uпит. Увел. на вх.1 увел. на вых.

Если на вход 2 (U in -)даем сигнал, то Т2 (Q2)откр. следовательно Т1(Q1) закрыт. На выходе(Uout) -Uпит. Увел. вх.2 уменьш.на выходе.

 

Операционный усилитель

Базовый пример включения в схему операционного усилителя приведен на рис. 7.13.

из схемы, достаточно подать на вход ОУ сигнал (с микрофона), и он появится на выходе ИС, усиленный в заданное число раз. Усиленный выходной сигнал может управлять, например, колонками. Коэффициент усиления операционного усилителя зависит от соотношения сопротивлений резисторов R1 и R2: Ку = R2 / R1 В схеме, показанной на рис. 7.13, операционный усилитель используется в инвертирующем режиме; это значит, что входной сигнал меняет свою полярность перед тем, как попасть на выход. Такой режим работы используется потому, что в неинвертирующем режиме часто можно столкнуться с проблемами появления паразитных шумов.

Генератор сигналов

Генератор сигналов — это устройство, позволяющее получать сигнал определённой природы (электрический, акустический и т.д.), имеющий заданные характеристики (форму, энергетические или статистические характеристики и т. д.). Генераторы широко используются для преобразования сигналов, для измерений и в других областях. Состоит из источника (устройства с самовозбуждением, например усилителя охваченного цепью положительной обратной связи) и формирователя (например, электрического фильтра)

Мультивибратор — релаксационный генератор сигналов электрических прямоугольных колебаний с короткими фронтами. Мультивибратор является одним из самых распространённых генераторов импульсов прямоугольной формы, представляющий собой двухкаскадный резистивный усилитель с глубокой положительной обратной связью.

Принцип действия

Схема транзисторного мультивибратора с коллекторно-базовыми ёмкостными связями.

Схема может находиться в одном из двух нестабильных состояний и периодически переходит из одного в другое и обратно. Фаза перехода очень короткая благодаря положительной обратной связи между каскадами усиления.

Состояние 1: Q1(Т1) закрыт, Q2 открыт и насыщен, C1 быстро заряжается базовым током Q2 через R1 и Q2, после чего при полностью заряженном C1 (полярность заряда указана на схеме) через R1 не течет ток, напряжение на C1 равно (ток базы Q2)* R2, а на коллекторе Q1 — питанию. Напряжение на коллекторе Q2 невелико (падение на насыщенном транзисторе). C2, заряженный ранее в предыдущем состоянии 2 (полярность по схеме), начинает медленно разряжаться через открытый Q2 и R3. Пока он не разрядился, напряжение на базе Q1 = (небольшое напряжение на коллекторе Q2) — (большое напряжение на C2) — то есть отрицательное напряжение, наглухо запирающее транзистор.

Состояние 2: то же в зеркальном отражении (Q1 открыт и насыщен, Q2 закрыт).

Переход из состояния в состояние: в состоянии 1 C2 разряжается, отрицательное напряжение на нём уменьшается, а напряжение на базе Q1 — растет. Через довольно длительное время оно достигнет нуля. Разрядившись полностью, С2 начинает заряжаться в обратную сторону, пока напряжение на базе Q1 не достигнет примерно 0,6 В.

Это приведет к началу открытия Q1, появлению коллекторного тока через R1 и Q1 и падению напряжения на коллекторе Q1 (падение на R1). Так как C1 заряжен и быстро разрядиться не может, это приводит к падению напряжения на базе Q2 и началу закрытия Q2. Закрытие Q2 приводит к снижению коллекторного тока и росту напряжения на коллекторе (уменьшение падения на R4). В сочетании с перезаряженным C2 это ещё более повышает напряжение на базе Q1. Эта положительная обратная связь приводит к насыщению Q1 и полному закрытию Q2. Такое состояние (состояние 2) поддерживается в течение времени разряда C1 через открытый Q1 и R2.

Мультивибратор – это электронный узел для формирования импульсов прямоугольной формы требуемыми параметрами. Он представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель со 100% положительной обратной связью. Элементами положительной обратной связи являются конденсаторы Сб1 и Сб2, которые соединяют коллектора транзисторов VT1, VT2 с базами транзисторов VT2, VT1.