Режим работы усилителя по переменному току
Рассмотрим изменения в работе усилителя, если к транзистору подключить сопротивление нагрузки Rн и подать на вход напряжение от генератора Uвх, создающего переменное напряжение (рис. 1.26).
Для переменного тока на выходе величина реактивного ёмкостного сопротивления . Поэтому падение напряжения на ёмкости Cр будет мало и им можно пренебречь. Используя метод суперпозиции (источники заземляются), сопротивление нагрузки для переменной составляющей выходного тока уменьшается по сравнению с RК:
. (1.79)
Таким образом, сопротивление нагрузки по переменному току < Rк.
Поэтому при расчётах статических режимов работы транзистора следует строить две нагрузочные прямые: для постоянного тока и для переменного тока (рис.1.27).
Для постоянного тока уравнение нагрузочной прямой имеет вид:
. (1.80)
Точки пересечения нагрузочной прямой с осями выходной характеристик: по оси ординат , по оси абсцисс .
Для переменного тока
. (1.81)
Максимальную амплитуду переменного выходного напряжения, которое будет передаваться без искажений, определяет произведение
. (1.82)
Если изменения входного напряжения Uвх, тока базы iб и тока коллектора iк укладываются в линейные участки входной и выходной характеристик, то форма выходного напряжения Uвых будет соответствовать форме входного напряжения.
Рассмотрим временные диаграммы токов и напряжений усилителя по схеме с ОЭ, работающего в динамическом режиме, схема которого изображёна на рис.1.28.
Эти диаграммы показаны на рис.1.29 и показывают эпюры напряжений и токов на различных выводах транзистора при подаче на вход усилителя гармонического напряжения, график которого показан на рис. 1.29, а.
Напряжение UБЭ на переходе база-эмиттер (рис. 1.29, б) изменяется в такт со входным напряжением. Это напряжение модулирует рабочий потенциал перехода UБЭр.
Соответственно, ток в базе транзистора IБ (рис. 1.29, в) при соответствующем выборе рабочего режима входной цепи изменяется пропорционально входному напряжению Uвх, достигая своего максимального IБ max и минимального значений.
Ток в коллекторе транзистора IК (рис. 1.29, г) при правильном выборе рабочего режима выходной цепи (активный режим) изменяется пропорционально входному току IБ, достигая своего максимального IК max и минимального значений.
На рис. 1.29, д представлено изменение разности потенциалов UКЭ на переходе коллектор- эмиттер усилительного транзистора. В данном случае увеличение тока коллектора IК ведет к возрастанию падения напряжения на резисторах RК и RЭ, включённых последовательно в цепь коллектор-эмиттер транзистора. Значение потенциала UКЭ рассчитывается по формуле
. (1.83)
Следовательно, в усилителе, включённом по схеме с ОЭ, напряжение UКЭ изменяется в противофазе с коллекторным током IК, и, следовательно, с входным напряжением Uвх. Это обстоятельство является важной особенностью усилителя с транзистором, включённым по схеме с ОЭ.
Выходное напряжение усилителя Uвых после отфильтровывания постоянной составляюшей на разделительной ёмкости Ср2 (рис.1.29, е) составит величину
Uвых =iК (RК||Rн), (1.84)
где iК – значение переменной составляющей тока коллектора.
Дата добавления: 2022-05-27; просмотров: 122;