Работающего в режиме А

В режиме А обычно работают усилители, на вход которых подаются сигналы с малыми амплитудами.

В этом случае усилитель можно считать линейным и представлять линейным активным четырехполюсником. В режиме А рабочая точка (РТ) должна находиться в активной (рабочей) области ВАХ транзистора.

Рассмотрим ВАХ биполярного транзистора, выполненного по схеме с общим эмиттером ОЭ (рисунок 14.5). Рабочая область ограничена линиями, отделяющими области насыщения, отсечки, и линиями допустимых значений коллекторного тока I_кдоп, коллекторного напряжения U_кдоп и рассеиваемой мощности Р_кдоп.

В области насыщения и отсечки транзистор теряет свои усилительные свойства.

Превышение U_кдоп и Р_кдоп приводит к выходу транзистора из строя. Превышение I_кдоп - значительно ухудшает усилительные свойства.

Нерабочие области мы штрихуем.

Для ВАХ полевого транзистора с n-p-переходом, включенного по схеме с ОИ (рисунок 14.6), условия будут следующими.

Рабочая область ограничена линиями допустимых значений напряжения на стоке U_сдоп и тока стока I_сдоп, линией перегиба характеристик, где транзистор выходит из режима насыщения, и линией допустимой мощности рассеивания Р_кдоп.

Что нужно для выбора рабочей точки биполярного транзистора? Необходимо задать U_ОКЭ, I_ОК, I_ОБ, U_ОБЭ (о - рабочая точка). Из входных характеристик следует, что I_ОБ однозначно связаны с U_ОБЭ (рисунок 14.7).

Выбор рабочей точки начинается с определения коллекторного тока, так как от него зависят практически все параметры. Часто в качестве исходного выбирают режим, при котором измерялись параметры, указанные в справочнике.

Для полевого транзистора при выборе рабочей точке задают I_ОС, U_ОСИ и U_ОЗИ.

На проходной характеристике полевого транзистора выбранное значение смещения U_ОЗИ соответствует току I_ОС, обеспечивающему требуемое значение крутизны (рисунок 14.8).

Рассмотрим простейшую схему, позволяющую выбрать режим для биполярного транзистора (рисунок 14.9).

Для коллекторной цепи транзистора этой схемы справедливы уравнения:

В координатах I_К, U_КЭ это уравнение соответствует прямой линии, проходящей через точки Е₀ на оси напряжений и Е ₀ /Rк на оси токов под углом к оси напряжений. Эта линия называется прямой нагрузочной или линией нагрузки. Если источник E_Б, включенный в цепь базы, обеспечивает напряжение между базой и эмиттером UОБЭ (напряжение смещения) и ток базы I_Б, то пересечение прямой нагрузочной с выходной характеристикой соответствует I_ОБ и определяет положение рабочей точки. Рассмотренная схема установки рабочей точки требует двух источников питания и на практике не используется.

Обеспечить выбранный режим при использовании только одного источника можно с помощью схем, приведенных на рисунках 14.10‑14.13.

В схемах, изображенных на рисунках 14.10 и 14.11, необходимые значения базового и коллекторного токов обеспечиваются выбором сопротивления R_Б:

(для рисунка 14.10),

(для рисунка 14.11).

В схеме на рисунке 14.12 заданное смещение U_ОБЭ получается за счет выбора резисторов R ₁ R ₂:

.

Для схемы, приведенной на рисунке 14.13, рабочая точка задается резисторами R ₁, R ₂ , Rэ и Rн. Базовое смещение и коллекторный ток определяются следующим образом:

Схема, приведенная на рисунке 14.13, используется чаще, так как обеспечивает высокую стабильность режима при значительных изменениях температуры и ЭДС источника.

В усилителях на полевых транзисторах с n-p-переходом для задания рабочей точки наиболее часто используется схема с автоматическим смещением (рисунок 14.14).

Чтобы обеспечить требуемое на затворе транзистора напряжение U_ОЗИв цепь истока включают резистор R_И, а затвор заземляют через резистор R_З.

При протекании тока I_ОСчерез R_Ина нем появляется падение напряжения U_RИ=I_ОСR_И. Так как ток затвора I_З, протекающий через R_З,мал, то падение напряжения на R_Зпрактически равно нулю (U_RЗ=0).

Исходное смещение на затворе транзистора U_ОЗИпрактически равно U_RИ:

,

за счет R_Ивозрастает ООС по постоянному току, поддерживающая установленный режим стабильным.

Лекция №15

Дата добавления: 2015-07-15