logo

Главная Цепи смещения транзисторных каскадов Нагрузочная характеристика

Нагрузочная характеристика усилительного каскада

Печать
Схемотехника - Схемотехника и конструирование схем

 

В процессе воздействия сигналов на входные электроды усилительного прибора значения токов и напряжений в каскаде изменяются, а рабочая точка занимает различные положения. Линия на плоскости выходных характеристик, по которой движется рабочая точка в процессе воздействия сигналов на вход усилителя, называется нагрузочной линией или нагрузочной характеристикой. При чисто резистивном характере нагрузки в области линейного усиления нагрузочная характеристика имеет вид прямой, совпадающей с вольт-амперной характеристикой сопротивления нагрузки RН .

На рис. 3.2 показаны графики изменения всех токов и напряжений транзистора в схеме с ОЭ при гармоническом входном сигнале, построенные по статическим характеристикам транзистора (т.н. графоаналитический расчет транзисторного каскада усиления).

 

Графический анализ токов и напряжений в усилительном каскаде по схеме с ОЭ, нагрузочная характеристика транзисторного усилительного каскада

Рис. 3.2. Графический анализ токов и напряжений в усилительном каскаде по схеме с ОЭ, нагрузочная характеристика транзисторного усилительного каскада

 

Совершенно аналогично будет выглядеть и графоаналитический расчет каскада на полевом транзисторе. Для примера на рис. 2-2.1 показаны графики изменения всех токов и напряжений полевого МДП-транзистора в схеме с ОИ при гармоническом входном сигнале, построенные по статическим характеристикам транзистора. Заметим, что для графического расчета каскада на полевом транзисторе достаточно изображения только характеристики передачи и выходной характеристики (для биполярных транзисторов мы строим также и входную характеристику).

 

Графический анализ токов и напряжений в усилительном каскаде на МДП-транзисторе по схеме с ОИ, нагрузочная характеристика усилительного каскада на полевом транзисторе

Рис. 2-2.1. Графический анализ токов и напряжений в усилительном каскаде на МДП-транзисторе по схеме с ОИ, нагрузочная характеристика усилительного каскада на полевом транзисторе

 

При комплексной нагрузке, например при резистивно-емкостном ее характере, между сигнальными изменениями тока и напряжения наблюдаются фазовые сдвиги, в результате чего рабочая точка в процессе усиления сигналов перемещается на плоскости выходных характеристик транзистора не по линии, а по контуру, называемому траекторией движения рабочей точки. Конфигурация этой траектории зависит от формы сигнала, его интенсивности и скорости изменения во времени, а также от степени отклонения характера нагрузки от резистивной.

В общем случае при комплексной нагрузке рабочая точка может существенно отклоняться от резистивной нагрузочной характеристики, что в ряде случаев приводит к ее выходу за пределы области безопасной работы транзистора и перегрузке выходной цепи по току (при емкостном характере нагрузки) или напряжению (при индуктивном). В целях предотвращения выхода из строя транзисторов в цепь нагрузки часто включают специальные элементы защиты, такие как диоды, стабилитроны, варисторы.

Выше говорилось, что задание положения исходной рабочей точки транзистора по постоянному току осуществляется внешними цепями смещения. Такие цепи могут иметь различную конфигурацию, зависящую от нескольких факторов: типа транзистора, схемы включения, необходимости обеспечения устойчивости к температурным воздействиям и независимости от параметров конкретного транзистора.

Как известно, существует три варианта включения биполярных транзисторов в усилительные электрические цепи: схема с общим эмиттером (ОЭ), с общей базой (ОБ), с общим коллектором (ОК). Свои названия эти схемы получили по имени электрода, относительно которого производится задание всех напряжений и сигналов в цепи. В принципе, способы установки положения рабочей точки по постоянному току можно было бы рассматривать, вообще абстрагируясь от конкретных схем включения, опираясь только на знание физических процессов внутри прибора. Однако это и не принято, и неудобно, и не совсем приближено к практике. Поэтому применим классический подход, и будем анализировать все названные случаи по отдельности (аналогично мы поступим и в отношении полевых транзисторов, для которых существуют: схема с общим истоком, схема с общим стоком и схема с общим затвором).

 

 

 

Конструирование схем




Все права защищены © 1997-2011 Перепечатка возможна только по согласованию с владельцем авторских прав. admin@club155.ru

Яндекс.Метрика               Сервер радиолюбителей России - схемы, документация,

 соревнования, дипломы, программы, форумы и многое другое!   схемы новости электроники