Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Усилительный каскад с ОЭ




Вопрос

Биполярный транзистор (БТ) – трехслойная структура с чередующимися типами электропроводности с двумя p-n переходами, изготовлен из кремния, реже германия. Различают БП двух типов: n-p-n и p-n-p. В БТ ток определяется движением носителей двух типов: электронов и дырок.

Вопрос

 

 

Биполярный транзистор состоит из трех областей монокристаллического полупроводника с разным типом проводимости: эмиттера, базы и коллектора.

Э – эмиттер (с высокой концентрацией основных носителей-создает ток)

Б – база (средняя область между 2 p-n переходами с малой толщиной)

К – коллектор (служит для приема носителей от Э)

ЭП - эмиттерный переход,

КП - коллекторный переход,

W - толщина базы.

Вопрос

Биполярный транзистор состоит из трёх различным образом легированных полупроводниковых зон: эмиттера E, базы B и коллектора C. В зависимости от типа проводимости этих зон различают NPN и PNP транзисторы. К каждой из зон подведены проводящие контакты. База расположена между эмиттером и коллектором.

Принцип работы транзистора заключается в следующем. Прямое напряжение эмиттерного перехода uб-э влияет на токи эмиттера и коллектора и чем оно выше, тем эти токи больше. Изменения тока коллектора при этом лишь незначительно меньше изменений тока эмиттера. Получается, что напряжение на переходе база-эмиттер, т. е. входное напряжение, управляет током коллектора.

При увеличении прямого входного напряжения uб-э понижается потенциальный барьер в эмиттерном переходе и, соответственно, возрастает ток через этот переход iэ. Электроны этого тока инжектируются из эмиттера в базу и проникают сквозь базу в коллекторный переход, увеличивая ток коллектора. Поскольку коллекторный переход работает при обратном напряжении, то в этом переходе возникают объемные заряды. Между ними возникает электрическое поле, которое способствует продвижению (экстракции) через коллекторный переход электронов, пришедших сюда из эмиттера, т. е. втягивают электроны в область коллекторного перехода.

Если толщина базы достаточно мала и концентрация дырок в ней невилика, то большинство электронов, пройдя через базу, не успевает рекомбинировать с дырками базы и достигает коллекторного перехода. Лишь небольшая часть электронов рекомбинирует в базе с дырками. В результате этого возникает ток базы. Ток база является бесполезным и даже вредным.

Когда к эмиттерному переходу не приложено напряжение, можно считать, что в этом переходе тока нет. Тогда область коллекторного перехода имеет значительное сопротивление постоянному току, поскольку основные носители зарядов удаляются от этого перехода и по обе границы создаются области, обедненные этими носителями. Через коллекторный переход протекает очень небольшой обратный ток, вызванный перемещением навстречу друг другу неосновных носителей.

Если же под действием входного напряжения возникает значительный ток эмиттера, то в базу со стороны эмиттера инжектируются электроны, для данной области являющиеся неосновными носителями. Они доходят до коллекторного перехода не успевая рекомбинировать с дырками при прохождении через базу. Чем больше ток эмиттера, тем больше электронов приходит к коллектору, тем меньше становится его сопротивление, следовательно, ток коллектора увеличивается.Аналогичные явления происходят в транзисторе типа p-n-p, надо только местами поменять электроны и дырки, а также полярность источников E1 и E2.

 

Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме насыщения измеряется при определенном значении коллекторного и базового токов или определенной глубине насыщения. Глубина насыщения — это отношение прямого тока базы к току, при котором транзистор находится на границе насыщения. Напряжение между базой и эмиттером транзистора в режиме насыщения измеряется при тех же условиях, что и напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме насыщения.

 

Вопрос

как определить коэффициент усиления по напряжению по амплитудной характеристике?

 

Вопрос

какие элементы схемы и как влияют на коэффициент усиления Кu каскада?

Усилительный каскад с ОЭ

Содержит:

Ø Биполярный транзистор

n-p-n типа, включенный по схеме с ОЭ (Э – общий электрод для входной и выходной цепи.)

Ø источник постоянного тока Ек =10..30 В,, для усиления входного сигнала по мощности.

Ø Коллекторное сопротивление Rk, ограничивает ток в коллекторной цепи, на нем Uвых.

Ø Делитель на R1-R2, обеспечивает требуемое UБв режиме покоя, на постоянном токе, когда Uвх=0: UБ= EkR2/(R2+R1)

Ø С1 и С2 – разделительные конденсаторы: С1 не пропускает постоянный ток в источник сигнала, С2 – в нагрузку.

Ø Rэ и Сэ – цепочка термостабилизации.

Ø источник входного сигнала еистс внутренним сопротивлением Rист.

Вопрос

Режим А. Режим А характеризуется тем, что рабочую точку n выбирают на линейном участке переходной характеристики транзистора, обычно посередине (как на рис.3). При этом значение входного напряжения должно быть таким, чтобы работа усилительного каскада происходила на линейном участке характеристики. В этом случае нелинейные искажения усиливаемого напряжения будут минимальными, т.е. при подаче на вход усилительного каскада гармонического напряжения форма выходного напряжения будет практически полностью повторять форму входного.Режим В. Режим В характеризуется тем, что рабочая точка выбирается в начале переходной характеристики – точка b Эта точка называется точкой отсечки.

В режиме В. В случае синусоидального сигнала усиленный сигнал будет иметь форму полусинусоиды, что характеризует очень большое искажение усиливаемого сигнала. Достоинством этого режима является высокий к.п.д., достигающий в некоторых случаях 80%. Этот режим используется, как правило, в двухтактных усилителях мощности.

Режим С. Режим С характеризуется тем, что рабочую точку выбирают за точкой отсечки, при этом время отпирания транзистора меньше величины полупериода.

Этот режим характеризуется наибольшими искажениями усиливаемого сигнала, зато к.п.д. усилительного каскада приближается к 100%. Режим С используется в автогенераторах и избирательных усилителях.

Вопрос

Диапазон частот усилителя, в пределах которого усилитель обеспечивает заданное значение коэффициента усиления, называют полосой пропускания, которая определяет нижнюю fH и верхнюю граничные частоты усиления при заданном уровне частотных (линейных) искажений.

Граничные частоты — это частоты, на которых модуль коэффициента передачи в раз меньше коэффициента передачи звена в области средних частот.

Разность граничных частот (fв — fн) определяет полосу пропускания электрической цепи. (См. рис.)

Граничная частота fгр связана со временем задержки сигнала τ от эмиттера до коллектора: fгр =1/2πτ

По построенным амплитудным характеристикам определяются граничные частоты.

 

Вопрос

Коэффициент усиления равен отношению уровня выходного сигнала к уровню входного.

КU =UВЫХ/UВХ

При подаче на вход усилителя сложного периодического колебания отдельные гармонические составляющие неодинаково усиливаются им и по-разному сдвигаются во времени (т. е. по фазе). В усилителе при изменении частоты сигнала коэффициент усиления меняется как по модулю, так и по фазе из-за наличия в схеме реактивных сопротивлений. Таким образом, неодинаковое усиление различных частот и сдвиг фазы приводят к искажению формы выходного сигнала. Чаще всего усиление уменьшается на высоких и низких частотах.

При изменении частоты на коэффициент усиления начинает влиять частотные свойства транзисторов, емкостное сопротивление конденсаторов связи и паразитные емкости в усилителе. Поэтому на нижних и верхних частотах коэффициент усиления ниже, чем на средних частотах. Уменьшение коэффициента усиления каскада в области высоких частот определяется инерционностью транзистора. (Стр.143)

Вопрос

Как зависит полоса пропускания каскада ОЭ от наличия конденсатора С ?

Конденсатор СЭ шунтирует резистор Р по переменному току, исключая тем самым проявление отрицательной обратной связи в каскаде по переменным составляющим.

Отсутствие СЭ приведет к уменьшению коэффициента усиления каскада.

Вопрос

Что такое коэффициент передачи тока, как он связан с коэффициентом усиления транзистора?

Коэффициент α, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (Iк = α Iэ) называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента α 0.9 — 0.999. Чем больше коэффициент, тем эффективней транзистор передаёт ток. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен β = α / (1 − α) =(10..1000). Таким образом, изменяя малый ток базы, можно управлять значительно большим током коллектора.

Вопрос


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 211; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты