Лекция «Транзисторы и электронные схемы на их основе» по Общей электротехнике и электронике (Никаноров В. Б.)

Кирилл Николоев чт, 17.03.2016 23:13

Тема Транзисторы и электронные схемы на их основе 1.Общие сведения Транзистор – управляемый п/п НЭ, предназначенный для усиления сигнала по мощности. Транзисторы:  биполярные;  униполярные (полевые).

Биполярные транзисторы  трехслойная структура с чередующимися типами эл.проводности  с двумя p-n переходами. Выполняют из кремния, реже германия. Различают биполярные транзисторы двух типов: n-p-n и p-n-p

2.Принцип действия На переход ЭБ –напряжение UЭБ= 00,6 В подано в прямом направлении («-» с Э, «+» Б). На переход КБ – напряжение UКБ=1030В – в обратном направлении («+» К, «-» Б) – рабочий режим. 4. Большая часть электронов попадает в К, образуя коллекторный ток IК=α·IЭ, где α = 0,9…0,995 – коэффициент передачи тока.

5. Коллекторный ток IK=IKO + α·IЭ 6.Количество электронов в IЭ определяется напряжением UЭБ, напряжение UБК только ускоряет электроны, не увеличивая их количества: IЭ от UБК зависит мало. 3.Схемы включения транзисторов

 Схема с ОБ – используют редко. Недостатки: большой входной ток (Iэ), малое входное сопротивление, малое усиление по току KI≤1. Преимущества: высокая стабильность в работе.  Схема с ОЭ – наибольшее распространение.

Преимущества: мал входной ток, высокие К усиления,  Схема с ОК - обладает высоким входным и малым выходным сопротивлением, мал коэффициент усиления по напряжению KU≤1 Каскад с ОЭ – усилительный, с ОК – повторитель напряжения, с ОБ – повторитель тока.

4.ВАХ в схеме с ОЭ Транзистор – управляемый НЭ, характеризуется двумя ВАХ. Входная (базовая) ВАХ – IБ(UБЭ) – аналогична ВАХ диода. Практически не зависит от UКЭ. Семейство выходных ВАХ – Ik(UКЭ) IБ=const,

в широком диапазоне UКЭ прямолинейны. 5.Электронные усилители - устройство, предназначенное для повышения мощности входного сигнала. Простейший усилительный каскад содержит:  Источник постоянного тока, за счет энергии которого происходит усиление мощности входного сигнала;

 Транзистор;  Цепи смещения, обеспечивающие режим транзистора по постоянному току (режим покоя). Основные характериcтики усилительного каскада.  Коэффициент усиления по току KI = iвых/iвх⇒ (10…20);

 Коэффициент усиления по напряжению KU = uвых/uвх⇒ (10…20);  Коэффициент усиления по мощности KP = Pвых/Pвх= KU· KI ⇒ (100…400)  Коэффициенты усиления могут выражаться в логарифмических единицах – децибелах Ku,I (дБ) = 20lg(Ku,I); Kp(дБ) = 10lg(Kp)

Многокаскадные усилители – для получения высокого KU (тысячимиллионы) KU= KU1· KU2· … Kun Связь между каскадами – для УПТ – гальваническая или R, в усилителях переменного тока – через R-C. 6.Усилительный каскад с ОЭ

Содержит:  Биполярный транзистор n-p-n типа, включенный по схеме с ОЭ (Э – общий электрод для входной и выходной цепи.)  источник постоянного тока Ек =1030 В,, для усиления входного сигнала по мощности.

 Коллекторное сопротивление Rk, ограничивает ток в коллекторной цепи, на нем Uвых. Принцип действия Для анализа использованы входная IБ(UБ) и выходная IК(UК) ВАХ. Коллекторная цепь представляет последовательно соединенные Rk с управляемым НЭ – транзистором. По 2 закону Кирхгофа

Ek = Uk + IkRk Расчет такой нелинейной ЭЦ проводим графически методом пересечений 7.Нелинейные искажения Если изменения Uвх, IБ и IK укладываются в линейные участки входной и переходной характеристик, то форма выходного напряжения соответствует форме Uвх.

Uвх – синусоида 8.Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) 9.Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) - показывает, что в области нижних частот Uвых опережает по фазе Uвх, а в области верхних частот отстает от него.

В предельных случаях при f→0 φ→π/2, а при f→ φ→- π/2, 10.Температурная стабилизация 11.Классификация усилителей Коэффициент усиления Ku(f) в общем случае зависит от частоты (АЧХ). По типу АЧХ различают усилители:

Скачать файлы

Похожие документы