Каскад с общей базой

Каскад с общим эмиттеромобладает высоким усилением по напряжению и току. К недостаткам данной схемы включения можно отнести невысокое входное сопротивление каскада (порядка сотен ом), высокое (порядка десятков Килоом) выходное сопротивление. Отличительная особенность - изменение фазы входного сигнала на 180 градусов (то есть - инвертирование). Благодаря высокому коэффициенту усиления схема с ОЭ имеет преимущественное применение по сравнению с ОБ и ОК.

Схема с общим коллектором обладает высоким входным и низким выходным сопротивлениями. Коэффициент усиления по напряжению этой схемы всегда меньше 1. Входное сопротивление каскада с ОК зависит от сопротивления нагрузки (Rн) и больше его (приблизительно) в Н21э раз. (Величина "Н21э" - это статический коэффициент усиления данного экземпляра транзистора, включенного по схеме с Общим Эмиттером). Данная схема используется для согласования каскадов, либо в случае использования источника входного сигнала с высоким входным сопротивлением. В качестве такого источника можно привести, например, пьезоэлектрический звукосниматель или конденсаторный микрофон. Схема с ОК не изменяет фазы входного сигнала. Иногда такую схему называют Эмиттерным повторителем.

Схема включения транзистора с общей базой используется преимущественно в каскадах усилителей высоких частот. Усиление каскада с ОБ обеспечивает усиление только по напряжению. Данное включение транзистора позволяет более полно использовать частотные характеристики транзистора при минимальном уровне шумов. Что такое частотная характеристика транзистора? Это - способность транзистора усиливать высокие частоты, близкие к граничной частоте усиления, Эта величина зависит от типа транзистора. Более высокочастотный транзистор способен усиливать и более высокие частоты. С повышением рабочей частоты, коэффициент усиления транзистора понижается. Если для построения усилителя использовать, например, схему с общим эмиттером, то при некоторой (граничной) частоте каскад перестает усиливать входной сигнал. Использование этого - же транзистора, но включенного по схеме с общей базой, позволяет значительно повысить граничную частоту усиления. Каскад, собранный по схеме с общей базой, обладает низким входным и невысоким выходным сопротивлениями (эти параметры очень хорошо согласуются при работе в антенных усилителях с использованием так называемых "коаксиальных" несимметричных высокочастотных кабелей, волновое сопротивление которых как правило не превышает 100 ом). Если сравнивать величины сопротивлений для каскада с ОЭ и ОБ, то входное сопротивление каскада с ОБ в (1+Н21э) раз меньше, чем с ОЭ, а выходное в (1+Н21э) раз больше. Каскад с ОБ не изменяет фазы входного сигнала.

10. Последовательные диодные ограничители: схемы, принцип работы, форма входных и выходных сигналов.

Простейшим диодным ограничителем последовательного типа является схема однополупериодного выпрямителя Если входной сигнал является переменным, то в такой схеме на выходе получим полусинусоидальные импульсы. Амплитуда их будет определяться амплитудой входного сигнала, а длительность будет близка к половине периода. Для регулирования амплитуды и длительности выходных импульсов в последовательную цепь включают источник управляющего напряжения. При данной полярности этот источник препятствует открыванию диода в положительный полупериод входного сигнала. Поскольку U_у препятствует открыванию диода, то открывание его произойдет в момент времени, когда напряжение сигнала положительной полуволны начнет превышать величину управл. напряжения. При этом к нагрузке будет приложена разность E_С-U_У . Закрывание же диода произойдет, когда E_С станет < U_У .

Они характеризуются тем, что диод включают последовательно с нагрузкой.

Рис. 7.7. Диодный ограничитель последовательного типа

В результате на нагрузке будем иметь импульсы меньшей амплитуды и меньшей длительности. Причем, чем больше U_У, тем меньше амплитуда и длительность. Если поменять полярность U_У, то она будет способствовать открыванию диода. При нулевом значении E_С диод будет уже открыт, а момент открывания его будет соответствовать еще отрицательному входному сигналу, но превышающего уже U_У . При этом к нагрузке будет приложена сумма E_С+U_У . Закрывание диода произойдет в момент, когда E_С будет более отрицательно, чем U_У . На нагрузке будут импульсы большей амплитуды и длительности. Длительность будет больше полупериода. Чем больше величина отрицательного управляющего напряжения, тем больше амплитуда и длительность.

11. Схема включения транзистора с ОЭ, ее свойства и область применения.

При исследовании свойств биполярных транзисторов, обычно используют схему включения транзистора с общим эмиттером, то есть когда эмиттер подключен к "земле", коллектор, через сопротивление нагрузки, подключен к источнику питания, а на базу подаётся напряжение смещения. Соберём схему, показанную на рисунке:

В схеме используется транзистор структуры n-p-n, нагрузочное сопротивление - 1 кОм, источник питания напряжением 12 вольт и амперметр.
Мы видим, что амперметр показывает очень низкое значение тока протекающего через нагрузочное сопротивление и переход коллектор - эмиттер транзистора. Этот ток называется током утечки n-p-n перехода.

12. Параллельные диодные ограничители: схемы, принцип работы, форма входных и выходных сигналов.

Различные варианты схем параллельных ограничителей по­казаны на рис. 11.5 [Для нормальной работы параллельного ограничителя принципиально необходимо включение последовательно с источником сигналов резистора до­вольно значительного сопротивления. — Прим. ред.]. Схема на рис. 11,5 а иллюстрирует ограни­чение сигналов отрицательной полярности. Здесь при подаче на вход биполярных колебаний прямоугольной формы на выхо­де получают импульсы только положительной полярности. При положительном входном сигнале на диод подается напряжение обратной полярности и диод имеет большое обратное сопротив­ление, так как находится в закрытом состоянии. Таким обра­зом, во время положительного полупериода входной сигнал бу­дет проходить на выход. Во время действия отрицательного по­лупериода входных импульсов прямоугольной формы поляр­ность напряжения, приложенного к диоду, будет такой, что по­следний переходит в открытое состояние. При этом малое со­противление открытого диода будет шунтировать резистор ri и выходное напряжение будет близко к нулю. В течение после­дующих полупериодов процесс будет повторяться и на выходе будут появляться импульсы положительной полярности. Для получения импульсов отрицательной полярности следует на­правление включения диода изменить на обратное.

Рис. 11.5. Схемы параллельного диодного ограничителя.

13. Стабилитрон: схема включения, принцип работы, УГО, стабисторы.

Полупроводнико́вый стабилитро́н, или диод Зенера — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя^[1]. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко^[1]. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей Ома до сотен Ом^[1]. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов^[2].

Основное назначение стабилитронов — стабилизация напряжения^[1][2]. Серийные стабилитроны изготавливаются на напряжения от 1,8 В до 400 В^[3]. Интегральные стабилитроны со скрытой структурой на напряжение около 7 В являются самыми точными и стабильными твердотельными источниками опорного напряжения: лучшие их образцы приближаются по совокупности показателей к нормальному элементу Вестона. Особый тип стабилитронов, высоковольтные лавинные диоды («подавители переходных импульсных помех», «суппрессоры», «TVS-диоды») применяется для защиты электроаппаратуры от перенапряжений.

Полупроводниковый стабилитрон — это диод, предназначенный для работы в режиме пробоя на обратной ветви вольт-амперной характеристики. В диоде, к которому приложено обратное, или запирающее, напряжение, возможны три механизма пробоя: туннельный пробой, лавинный пробой и пробой вследствие тепловой неустойчивости — разрушительного саморазогрева токами утечки. Тепловой пробой наблюдается в выпрямительных диодах, особенно германиевых, а для кремниевых стабилитронов он не критичен. Стабилитроны проектируются и изготавливаются таким образом, что либо туннельный, либо лавинный пробой, либо оба эти явления вместе возникают задолго до того, как в кристалле диода возникнут предпосылки к тепловому пробою^[19]. Серийные стабилитроны изготавливаются из кремния, известны также перспективные разработки стабилитронов из карбида кремния и арсенида галлия^[20].

14. Диодные ключи: последовательная и параллельная схемы включения

Принцип работы, характеристики.

15. Биполярный транзистор: устройство, принцип работы, маркировка,

УГО.

16. Формирование импульсов: их виды и выполняемые функции, область применения.