Характеристиках усилителя

Для выбора заданных режимов работы усилителя по постоянному и переменному токам используются так называемые проходные динамические характеристики (ПДХ). Они представляют собой графическое отображение зависимости выходного тока активного элемента усилителя от входного напряжения

I_вых = f(U_вх) (4.20)

Построение этих зависимостей производится с привлечением статических выходных характеристик активного элемента и вольт-амперной характеристики нагрузочного элемента усилителя.

Для примера рассмотрим методику построения проходной динамической характеристики I_вых = f(U_вх) усилителя, собранного на полевом транзисторе, упрощенная схема которого приведена на рис. 4.13, а.

Семейство статических выходных характеристик активного элемента такого усилителя описывается уравнением (рис. 3.59):

I_вых = f(U_вых,), (4.21)

а вольтамперная характеристика нагрузочного элемента – уравнением

, (4.22)

где U_АЭ = U_вых.

Уравнения (4.21) и (4.22) образуют систему, которую можно решить графически. Для этого в координатных осях семейства выходных статических характеристик активного элемента (рис. 4.13, б) следует построить график уравнения (4.22).

Указанное уравнение представляет собой прямую линию, которую можно построить по двум точкам при I_вых = 0 и U_вых = 0. Переписав уравнение (4.22) в виде

E_п = U_вых + I_выхR,

получаем при I_вых = 0, U_вых = E_п, а при U_вых = 0, .

Эту линию называют нагрузочной прямой усилителя по постоянному току. Положение нагрузочной прямой R_пост в плоскости координат характеризуется угловым коэффициентом

Пересечение нагрузочной прямой R_пост с ветвями семейства статических характеристик служат исходными точками для построения проходной динамической характеристики. Эти точки переносят в систему I_вых = f(U_вх) (рис. 4.13, в) и строят проходную динамическую характеристику, которая в общем случае является нелинейной. По проходной динамической характеристике можно выбрать положение исходной рабочей точки, определяющей режим усилителя по постоянному току, и допустимую амплитуду U_{m вх}, определяющую режим по переменному току.

Для определения амплитуды выходного напряжения U_{m вых} нагруженного усилителя пользуются нагрузочной прямой по переменному току (R_перем), которая пересекает нагрузочную прямую по постоянному току в исходной рабочей точке (рис. 4.13, б). Угол наклона нагрузочной прямой по переменному току a₁ > a.

При известной амплитуде U_{m вх} (рис. 4.13, в) амплитуда выходного напряжения U_{m вых} определяется проекциями на ось абсцисс точек пересечения (рис. 4.13, б, точки А и В) прямой R_перем с ветвями семейства статических характеристик.

Аналогично строятся нагрузочные прямые и проходные динамические характеристики для усилителя на биполярном транзисторе, который управляется током. Однако для выбора режима работы по постоянному и переменному токам в таком усилителе одной проходной динамической характеристики недостаточно, потому что на входе контролируется, как правило, не ток, а напряжение. Поэтому в дополнение к проходной динамической характеристике строят еще входную динамическую характеристику, которая представляет собой зависимость входного тока от входного и выходного напряжений
I_вх = f(U_вх, U_вых).

Входную динамическую характеристику строят на семействе входных статических характеристик путем переноса значений I_б и U_кэ точек пересечения нагрузочной прямой по постоянному току с выходными статическими характеристиками.

---

Дата добавления: 2015-10-28