![]() |
Динамічні характеристики каскадів
У розрахунках електричних характеристик підсилювальних каскадів використовуються такі динамічні характеристики: - вихідна — залежність вихідного струму бід вихідної напруги, для БТ - вхідна — залежність вхідного струму від вхідної напруги, для БТ - прохідна — залежність вихідного струму від вхідної напруги, для БТ – це - наскрізна (крізна) — залежність змінної складової вихідного струму від напруги джерела сигналу. Одночасно розрзняють динамічні характеристики постійного та змінного струмів. Динамічна вхідна характеристика постійного струму відповідає випадку відсутності сигналу на вході підсилювального каскаду:
де
Графічно–динамічна характеристика становить собою пряму на вихідних статичних характеристиках підсилювального елемента, що проходить через точку Під час побудови цієї характеристики за тангенсом кута її нахилу необхідно враховувати масштабні коефіцієнти за осями струмів та напруг
де m1, m2 — масштабні коефіцієнти вісів відповідно напруги і струму. Рисунок 6.15 – Вхідні (а) та вихідні (б) ВАХ біполярного транзистора з побудованою графічно–динамічною характеристикою
Наприклад, якщо
Положення робочої точки (точки спокою) визначається перехрещенням статичної характеристики підсилювального елемента для заданого значення струму бази Побудова вихідної динамічної характеристики ПТ не відрізняється від відповідної побудови для БТ. Необхідно зазначити, що така побудова не враховує спаду напруги на резисторі Динамічна характеристика за постійним струмом використовується дня визначення положення робочої точки відповідно до потрібного режиму підсилювального елемента. Вибір положення робочої точки істотно відрізняється для підсилювачів, які працюють з великими та малими сигналами. Для вихідних каскадів підсилювачів, які працюють з великими сигналами, основною вимогою є досягнення максимальної потужності, що відповідає повному використанню транзистора. У такому разі робочу точку вибирають приблизно на середині робочої ділянки динамічної характеристики і якомога ближче до початку координат площини вихідних характеристик; останнє забезпечує максимальний ККД. Якщо підсилювач працює в режимі малих сигналів, доцільно вибирати положення робочої точки в області малих струмів та напруг, що збігається з вимогами мінімального рівня власних шумів транзистора. Після того, як положення робочої точки зафіксовано, визначаються параметри підсилювального елемента в робочій точці. Динамічна характеристика за змінним струмом відповідає дії на вході підсилювального каскаду напруги сигналу
Вираз для
або
де Цей вираз є рівнянням прямої, що описує, вихідну динамічну (навантажувальну) характеристику змінного струму і проходить через робочу точку
Рисунок 6.16 – Вхідна (а) і вихідна (б) динамічні характеристики
Для побудови цієї характеристики доцільно використовувати відрізки, які відповідають приросту струму За наявності вихідної динамічної характеристики починають побудову вхідної чи наскрізної характеристики. Якщо струм бази транзистора залежить тільки від різниці потенціалів між базою та емітером і не залежить від напруги на колекторі, що спостерігаємо за достатньо великими напругами, на колекторі Наскрізна динамічна характеристика
де
Рисунок 6.17 – Наскрізна динамічна характеристика підсилювального каскаду на біполярному транзисторі
Згідно з цим виразом визначаються координати точок
Під час побудови характеристик слід враховувати, що для вмикання зі спільним емітером Динамічні характеристики використовуються для визначення основних показників підсилювального каскаду. Так, вихідна потужність
де
Коефіцієнт підсилення визначається за сумісним використанням вхідних та вихідних характеристик. Додатково за допомогою цих характеристик може бути визначено рівень нелінійних спотворень та корисна вихідна потужність першої гармоніки напруги сигналу. З цією метою для схем на електронних лампах польових транзисторів використовують прохідну чи вихідну динамічну характеристику змінного струму, а для каскадів на БТ – наскрізну.
6.4 Запитання та завдання для самоконтролю
1. Яким чином впливає на режим роботи підсилювального каскаду резистор навантаження та його зміна? 2. Визначте, які схеми підсилювальних каскадів забезпечують найбільшу стійкість до впливу дестабілізуючих факторів. 3. Нарисуйте електричні схеми та поясніть принцип дії і призначення елементів: а) схеми живлення з автоматичним зміщенням підсилювачів на польових транзисторів; б) схеми живлення МДН-транзисторів у режимах збідення та збагачення; в) підсилювача на біполярному транзисторі з фіксованим струмом бази; г) підсилювача на біполярному транзисторі з фіксованою напругою база-емітер; д) підсилювача на біполярному транзисторі з фіксованим струмом емітера; е) підсилювача на біполярному транзисторі з колекторною стабілізацією. 4. Які принципи функціонування схеми ГСС? 5. Яким чином здійснюється керування струмом ГСС? 6. Нарисуйте електричні схеми послідовного й паралельного живлення базового кола підсилювача на біполярному транзисторі й посніть призначення елементів. 7. Які методи здійснення температурної компенсації застосовують у схемах каскадів підсилення? 8. Яким чином розраховують ККД підсилювача по його динамічних характеристиках? 9. Розробити схему підсилювального каскаду спільний виток–затвор або спільний емітер, що забезпечує задане полонення робочої точки. Характеристики різних типів транзисторів зображені на рис. 6.4.
Література [19-27] |
|||||||||||||
|