Сквозная динамическая характеристика.

Это зависимость выходного тока усилительного элемента от сдс источника сигнала, при наличии сопротивления нагрузки в выходной цепи. При построении сквозной динамической характеристики используют входную динамическую (статическую) характеристику и нагрузочную прямую по переменному току. Следовательно, сквозная характеристика учитывает, как нелинейность входной, так и нелинейность выходной характеристик транзистора. Сквозная характеристика используется для расчета нелинейных искажений усилителя (метод трёх или пяти ординат).

 

Режим работы транзистора в схеме усилительного каскада.

В зависимости от величин постоянной составляющей входного тока (от положения рабочей точки покоя О) транзистор может работать без отсечки и с отсечкой тока.

При отсечке, ток коллектора протекает только в течение части периода входного сигнала.

Различают пять основных режимов работы транзистора: A, B, AB, C, D.

. Режим класса А. Ток выходной цепи существует в течение всего периода сигнала.

Достоинства:

1. Малые нелинейные искажения, поскольку входной сигнал присутствует на линейном участке сквозной (входной)

2. Возможность применения как однотактных, так и в двухтактных каскадах усиления сигналов любой формы.

Недостатки:1. Низкий КПД из-за большого среднего тока , как при наличии, так и при отсутствии сигнала.

Режим А чаще всего используется в каскадах предварительного усиления.

. Режим класса B. Ток выходной цепи существует в течение половины периода входного сигнала. .

Достоинства:

1. Высокий КПД.

2. Высокое использование Т по току и напряжению.

Недостатки:1. Высокий коэффициент гармоник.

Режим В чаще используется в УМ, построенных по двухтактной схеме.

. Режим класса АB. В отличие от режима B рабочая точка находится в начале нелинейного участка сквозной (входной) характеристики. .

В отличие от режима класса B в режиме класса AB уменьшается коэффициент гармоник.

. Режим класса С. Рабочая точка покоя располагается левее точки пересечения сквозной (входной) характеристики с осью абсцисс. Используется в резонансных усилителях, в умножителях частоты, а также для усиления одномерных импульсных сигналов.

Ток выходной цепи отсутствует при отрицательной полуволне входного сигнала и при его малых уровнях. Применение двухтактной схемы не позволяет получить выходной сигнал той же формы, что и выходной.

. Режим класса Д (или ключевой режим). В этом режиме усилительный элемент находится в одном из двух состояний: или полностью открыт, или полностью заперт. Потери энергии при этом минимальны, КПД 100%, по пропорциональности между входящими и выходящими сигналами нет.

 

Схемы цепей питания и стабилизации.

Питание цепей коллектора.

Чтобы транзистор мог усиливать электрические сигналы произвольной формы, между его входными электродами необходимо приложить постоянное напряжение от внешнего источника питания. В многокаскадных У обычно используют общий источник питания,а усилительные каскады подключают к нему через развязывающее RC фильтры.

RС фильтры служат для исключения обратной связи через цепи питания по переменному сигналу.
Подача смещения во входные цепи усилителя.

Для установления нужной величины тока покоя выходной цепи (задания режима работы транзистора) между входными электродами транзистора необходимо создать определённую разность потенциалов (напряжение смещения ) находимую по его статическим характеристикам. Смещение так же подаётся от общего источника питания.

1. Смещение фиксированным током базы.

 

Если () то, ток смещения будет определяться только внешними параметрами и будет фиксированным, т.е. независимым от параметров транзистора, которые изменяются под действием дестабилизирующих факторов и в случае замены транзистора

Расчет усилителя в целом и отдельного усилительного каскада идет от выхода ко входу. Поскольку определяющей величиной является нагрузка усилительного каскада.

Известны следующие величины:

; .
а из входной характеристики для тока определяют .

.

2. Смещение фиксированным напряжением базы.

 

Данный вид смещения заключается в формировании с помощью делителя требуемого напряжения в точке А, т.е. напряжения .

-для каскадов предварительного усиления;

- для каскадов мощного усиления;
, .

Приведенная связь между и свидетельствует о том, что делитель будет низкоомным по отношению к . Таким образом потенциал т.А слабо зависит от и соответственно от разброса параметров транзистора.

Недостаток: потери энергии от источника питания в делителе .