1/23

лекция5

1.

Понятие о классах усиления
В зависимости от величины и знака напряжения смещения Uсм, определяющего
положение рабочей точки на статических характеристиках усилителя, и напряжения
входного сигнала Uс существует несколько принципиально различных режимов
работы усилителя, называемых классами.

2.

Режим работы усилителя в классе «А»
В этом режиме ток выходного каскада усилителя протекает в течение всего периода
изменения входного напряжения. Режим класса «А» имеет место при выборе рабочей
точки Р в средней части нагрузочной характеристики 1. Форма выходного сигнала
соответствует форме входного со сдвигом по фазе на 180 . Транзистор работает в
линейной области, выходное напряжение Uвых имеет минимальные нелинейные
искажения. Усилитель в этом режиме имеет низкий КПД (не более 0,5), как правило,
используется в маломощных каскадах усиления.

3.

Схема с общей базой
1) Напряжение смещения снимается с Rб и
подается в цепь «база – эмиттер», оно
необходимо для выбора (фиксации) рабочей
точки.
2) В коллекторной цепи усилителя включено Rк, с
которого снимается усиленный сигнал.
3) При подаче на вход усилителя переменного
сигнала ток эмиттера Iэ начинает изменяться по
закону входного напряжения.
4) Коэффициент усиления по току = 0,9 – 0,99.
5) Фазы входного и выходного сигналов в схеме с
ОБ совпадают.
6) Rвх = Uэ/ Iэ очень мало, потому что
эмиттерный переход смещен в прямом
направлении.
7) Rвых = Uк/ Iк велико и составляет сотни
килоом или единицы мегаом.
8) Усиление по мощности Кp = Кu 103.

4.

Схема с общим эмиттером
1) Входное сопротивление схемы с общим
эмиттером (ОЭ) больше, чем в схеме с общей
базой (ОБ), и составляет сотни Ом.
2) Выходное сопротивление Rвых меньше, чем в
схеме с ОБ, и составляет единицы и десятки
килоом.
3) В отличие от схемы с ОБ схема с ОЭ дает
усиление по току = /(1 – ), которое
находится в пределах от 10 до 150.
4) Сдвиг фазы входного и выходного сигналов в
схеме с ОЭ составляет 180 .
5) Усиление по напряжению Кu приблизительно
составляет несколько сотен.
6) Усиление по мощности при согласовании
сопротивлений на входе и выходе усилителя
достигает 104.
Положение рабочей точки задается с помощью делителя напряжения на резисторах
R1, R2. Совокупность элементов Rэ и Сэ называется цепочкой автоматического
регулирования смещения. Шунтирующий конденсатор Сэ исключает возникновение
отрицательной обратной связи по переменному току, снижает потери Uвых,
увеличивает коэффициент усиления по напряжению K и КПД усилителя.

5.

6.

Временные диаграммы работы транзисторного
усилителя по схеме с ОЭ при неправильных режимах

7.

Схема с общим коллектором
1) В схеме с общим коллектором
выходное напряжение совпадает по
фазе с входным напряжением.
2) Наиболее важной отличительной
особенностью схемы являются
высокое входное сопротивление и
низкое выходное.
3) В схеме с ОК Кu < 1.
4) Кi = = 1 / (1 – ) имеет несколько
большее значение, чем в схеме с
ОЭ.
5) Усиление по мощности Кp меньше,
чем в схеме с ОЭ.

8.

Работа усилителя в режиме класса «В»
В этом режиме ток в выходной цепи транзистора протекает только в течение
половины периода входного сигнала, напряжение смещения близко к нулю. Рабочая
точка находится в нижней части нагрузочной линии. Поэтому режим работы
усилителя в классе «В» наиболее предпочтителен в усилителях средней и большой
мощности. В режиме работы усилителя в классе «В» достигается высокий КПД – 0,7
и более. Однако этот режим пригоден для усиления только одной полуволны
входного сигнала. Для усиления как положительной, так и отрицательной полуволн
применяются двухтактные схемы усиления.

9.

10.

Усилитель класса «АВ»
В этом режиме ток через транзистор протекает больше половины периода изменения
входного сигнала. В этом случае в отсутствие входного сигнала Uсм Uб-э. При
достаточно высоком КПД этот режим обеспечивает меньшие нелинейные искажения.
Усилитель класса «С»
В этом режиме ток коллекторной цепи транзистора протекает в течение интервала
времени, меньшего половины периода входного сигнала, и транзистор больше
половины периода находится в состоянии отсечки. Режим класса «С» применяется в
резонансных усилителях.

11.


А
С
В
АВ
Uбэ
Связь режимов усиления и точки покоя
транзистора
Изменение токов транзистора в зависимости от
входного сигнала: а – входной сигнал усилителя;
б – режим А; в – режимы В и АВ; г – режим С

12.

Усилитель класса «D»
Транзистор работает в ключевом режиме и может находиться в двух
состояниях:
1) «включено» – транзистор находится в состоянии насыщения;
2) «выключено» – транзистор находится в состоянии отсечки.
Выходное напряжение усилителя, работающего в классе «D», всегда имеет
прямоугольную форму. Реализуются максимальный КПД и усиление. Режим класса
«D» применяется в импульсных источниках напряжения, он является также основным
для ЦЭУ.
Усилитель класса «Е»
В этом режиме точка покоя транзистора не зафиксирована, а изменяет свое
положение в зависимости от уровня входного сигнала. Это достигается за счет
регулирования источника питания, который изменяет свое напряжение в
соответствии со входным сигналом. Высокий КПД.

13.

Транзисторные усилители
1 Схема с фиксированным током базы

14.

Транзисторные усилители
1 Схема с фиксированным током базы

15.

16.

2 Схема с коллекторной стабилизацией
Вырос Iк →
Вырастет URк→
Уменьшиться Uкэ→
Iб= Uкэ/Rб –
уменьшится →
Транзистор
призакроется→
Iк уменьшился

17.

3 Схема с эмиттерной стабилизацией

18.

Схема с общим истоком
Uз0=Ic0*Rи
Ic0

19.

• Rс-динамический режим
• Rи, Си-стабилизация схемы, Си
убирает ООС по переменному току,
• Ср1, Ср2 – убирают постоянную
составляющую из входного и выходного
сигналов
• Положение раб.точки задает Rи
• Rз Rвх
• Преимущество: высокое входное
сопротивление

20.

21.

• Эмиттерный повторитель:
• 1) отличия от схемы с ОЭ
• -нет Rк
• -нет Сэ
• -выходной сигнал снимается с эмиттера
• 2) усиливает ток, по напряжению
усиления нет, Rвых мало
• Используется как выходной каскад для
согласования с низкоомной нагрузкой

22.

Дифференциальный усилитель
Дифференциальный усилитель (ДУ) является одним из важнейших узлов
интегральных схем, например, операционного усилителя, компаратора,
модулятора, демодулятора и т. д. Дифференциальный усилитель – это, как правило,
входное устройство, которое определяет такие параметры ИС, как входное
сопротивление, напряжение смещения, коэффициент ослабления синфазного
сигнала, коэффициент усиления дифференциального сигнала.

23.

Передаточная характеристика ДУ
English     Русский Rules