Л-9 ++( Підсилювачі)

1.

ОСНОВИ
ЕЛЕКТРОНІКИ
Тема 3
ПІДСИЛЮВАЧІ ЕЛЕКТРИЧНИХ
СИГНАЛІВ
AMPLIFIERS OF ELECTRIC
SIGNALS
Лекція 9
РІЗНОВИДИ ОДНОКАСКАДНИХ
ПІДСИЛЮВАЧІВ НА БІПОЛЯРНИХ
ТРАНЗИСТОРАХ

2.

НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ:
1. Підсилювач зі спільним емітером
та заданням струму бази.
2. Підсилювач зі спільним емітером
та заданням напруги бази.
3. Підсилювач з термостабілізацією.
4. Підсилювач зі спільним
колектором.
5. Підсилювач зі спільною базою.

3.

МЕТА ЗАНЯТТЯ:
-
вивчити схеми підсилювачів
електричних сигналів на
біполярних транзисторах та
методику їх розрахунків;
-
формувати первинні навички
інженера щодо спроможності
застосовувати різні схеми
підсилювачів електричних сигналів
на біполярних транзисторах

4.

Навчальна література:
Л 1.
Комп’ютерна електроніка: Навч. Посіб. –
Житомир: ЖВІ, 2017. – 613 с. (стор. 220–258).
Л 2. Шабатура Ю., Ільків І., Цибуляк Б., Дверій О.
Електротехніка, електроніка та автоматика у військовій
техніці. Навчально-методичний
посібник. – Львів:
Національна академія сухопутних військ, 2022. – 203 с.
Л 3. STANAG 4093. Mutual acceptance by NATO member
countries of qualification of electronic and electrical
components for military use (Електронні компоненти для
військового використання – АPP-30).
Л 4. Torrieri N. Electronic devices elements. – Boston:
SWMA University, 2018. – 324 р.

5.

Голосарій терменів
Підсилювач - Amplifier
Точка початкового режиму транзистора – The
point of the initial mode of the transistor
Підсилювач із спільним емітером та заданням
струму бази – Amplifier with common emitter
and base current setting
Підсилювач зі спільним емітером та заданням
напруги бази - An amplifier with a common
emitter and setting the base voltage
Підсилювач з термостабілізацією- Amplifier
with thermal stabilization

6.

Вступ
Підсилювач електричних сигналів – забезпечує
збільшення потужності електричних сигналів
(із мінімальними спотвореннями їх форми).
Структурна схема підсилювача

7.

Вибір робочої точки транзистора

8.

Задання точки початкового режиму
транзистора в активному режимі

9.

Епюри вхідних напруг та струмів БТ

10.

0,75Ikmax
0,4
РТ
IБ0=0,3
Ik0
Uбе0
Дано: КТ312А, Uж=20В, Ikmax=33mA,
З характеристик визначаємо:
Іб0=0.3 мА; Uбе0=1.1В;
Uке0=10В; Ік0=14мА.
Uке
Uke0
Uж

11.

1. Підсилювач із спільним емітером
та заданням струму бази
ХС1,2=10 Ом Хс= 1/2πfC
C=1/2πf Хс
UR1= UЖ – Uбе0
R1= UR1 /Іб0
UR2= UЖ - Uке0
R2 = UR2/ Ік0

12.

Склад підсилювача:
R1 – задає струм
положення ТПР).
бази,
(задає
С1, С2 – роздільні конденсатори.
С1=С2=1/2πf Хс .
Хс≤ 10 Ом
В початковому стані при відсутності
вхідного змінного сигналу в підсилювачі
протікають початкові постійні струми:
ІБ0, ІК0,

13.

Принцип роботи підсилювача із
спільним емітером та заданням
струму бази

14.

2. Підсилювач із спільним емітером
та заданням напруги бази

15.

Склад підсилювача:
R1 та R2 – дільник напруги, (задає
положення ТПР.
С1, С2 – роздільні конденсатори.
С1=С2=1/2πf Хс .
Хс≤ 10 Ом
В початковому стані при відсутності
вхідного змінного сигналу в П.
протікають початкові постійні струми:
ІДІЛ.0, ІБ0, ІК0,
ІДІЛ.0=10·ІБ0.

16.

Розрахунок підсилювача зі спільним емітером із
заданням напруги бази
Вихідні співвідношення
ІД0=10*ІБ0; ХС1,2=10 Ом
Хс= 1/2πfC
C=1/2πf Хс
UR2=Uбео
R2= UR2/Ід0
ІR1= ІБ0+ ІД0
UR1= UЖ - UR2
R1= UR1 /ІR1
UR3= UЖ - Uке0
Uке0 = 0,5 UЖ
R3 = UR3/ Ік0

17.

3. Підсилювач з термостабілізацією

18.

Склад підсилювача:
R1 та R2 – дільник напруги, (задає
положення ТПР.
RЕ, СЕ – елементи термостабілізації;
С1, С2 – роздільні конденсатори.
СЕ>>С1=С2=1/2πf Хс .
Хс≤ 10 Ом
В початковому стані при відсутності
вхідного змінного сигналу в П.
протікають початкові постійні струми:
ІДІЛ.0, ІБ0, ІК0,
ІДІЛ.0=10·ІБ0.

19.

Підсилювач з термостабілізацією
C1
Ік0
R3
Ід+Іб0
R1
+Uж
C2
Іб0
UВих
R4
R2
UВх
UR2=Uбео+UR4
R2= UR2/Ід0
Іе0= Ік0+ Іб0
R4= URE/ Іе0
ІR1= ІБ0+ ІД0
Іе0
Ід
Вихідні співвідношення
ІД0=10*ІБ0; ХС1,2=10Ом
Хс= 1/2πfC
C=1/2πf Хс
URE= 0,1UЖ
Хс3≤ 1 Ом
C3
UR1= UЖ - UR2
R1= UЖ/ІR1
UR3= UЖ- Uке0 – UR4
R3 =UR3/Ік0

20.

Висновок: П. на БТ із СЕ забезпечує:
• високі коефіцієнти підсилення по
напрузі КUE та струму КIE ;
• інвертування вхідного сигналу;
• відносно невеликий вхідний (сотні
Ом…десятки кОм) та великий
вихідний
(одиниці…сотні
кОм)
опори.
Верхня частота робочого діапазону
такого П. обмежена через різке
зменшення параметра h21Е з ростом
частоти.

21.

4. Підсилювач із спільним колектором
(емітерний повторювач)

22.

Емітерний повторювач характеризується
високим і стабільним вхідним опором,
великим підсиленням струму, коефіцієнтом
підсилення напруги КUК < 1, малим вихідним
опором та синфазністю вхідного й вихідного
сигналів.

23.

5. Підсилювач зі спільною базою

24.

Підсилювач зі спільною базою
Характеризується:
• відсутністю підсилення по струму (коефіцієнт
передачі близький до одиниці, але менше
одиниці),
• високим коефіцієнтом підсилення по напрузі і
помірним (в порівнянні зі схемою зі спільним
емітером) коефіцієнтом підсилення по
потужності.
• вхідний сигнал подається на емітер, а
вихідний знімається з колектора.
• вхідний опір дуже малий, а вихідний —
великий.
• фази вхідного і вихідного сигналу збігаються.

25.

Режими роботи підсилювачів
Режим А.
Транзистор працює тільки на лінійній ділянці ВАХ.
Переваги режиму А – це малі спотворення,
Недоліки - малий ККД, не більше 25%.

26.

Режими роботи підсилювачів
Режим В.
Переваги - ККД вище (85%).
Використовується тільки
в двотактних підсилювачах.

27.

Режими роботи підсилювачів
Режим D.
характеризується тим, що підсилювальний елемент
може знаходитися або у відкритому (режим
насичення) або в закритому (режим відсічення) станах.
струм у вихідному колі може приймати тільки два
значення:
ККД такого підсилювального каскаду близький до 1.
Режим роботи D, який називають ще ключовим
режимом, застосовується в імпульсних схемах/

28.

Висновки:
Співвідношення
характеристик
підсилювачів на БТ із СЕ, СК і СБ
виглядають так:
RВХ К > RВХ Е > RВХ Б;
RВИХ Б > RВИХ Е > RВИХ К;
КІ К > КІ Е >> КІБ < 1;
КU Б >> КU Е >> КU К < 1;
FВ Б > FВ К > FВ Е. – верхня частота
робочого діапазону.