Ключевой режим работы транзистора

Схема транзисторного усилителя приведена на рис.18.3,а.

В семействе выходных характеристик (рис.18.3б) проводим ВАХ резистора R_К, удовлетворяющую уравнению: . Этот график называют статической линией нагрузки и строят по двум точкам: 1) ; ( точка на линии статической нагрузки);

2) ; ( точка ).

а б

Рис.18.3. Схема транзисторного усилителя и его ВАХ:

а - схема усилителя; б - вольтамперная характеристика

Ключевой режим транзистора характеризуется двумя состояниями:

1) режим отсечки (точка А₁), когда ток базы І_Б = 0, а коллекторное напряжение U_кэ Этот режим реализуется при отрицательном смещении базы U_БЭ < 0 , І_Б = 0 (транзистор закрыт);

2) режим насыщения (точка А₂), когда транзистор открыт:

>0. , , .,.

Переход из режима отсечки в режим насыщения осуществляется подачей U_вх > 0. При этом повышению U_вх соответствует понижение U_вых. Поэтому ключ называют инвертирующим.

Импульсный (нелинейный) режим работы

Операционного усилителя. Компараторы

В импульсном режиме, когда или , (рис.18.4) сигнал на выходе может принимать одно из значений: или . Импульсный режим ОУ используют в компараторах – это устройство для сравнения с опорным напряжением.

Рис.18.4. Импульсный режим ОУ

Простейший компаратор имеет схему, представленную на рис. 18.5.

Рис.18.5. Схема и характеристика компаратора

Широко применяют компаратор, называемый триггером Шмидта (рис.18.6). Он имеет положительную обратную связь через резисторы R1, R2 и его амплитудная характеристика обладает гистерезисом (рис.18.7.).

Рис.18.6. Схема триггера Шмитта

Рис.18.7. Характеристика триггера Шмидта

Переключение схемы в состояние будет при , а обратное переключение при

Мультивибраторы

Предназначены для получения прямоугольных импульсов.

Возможны два режима: 1) режим самовозбуждения, когда для получения импульсного сигнала не требуется подача входного сигнала. Выходной сигнал получают в результате преобразования энергии источника постоянной ЭДС; 2) ждущий режим, когда переход схемы из одного состояния в другое происходит под воздействием внешнего запускающего импульса.

1. Мультивибратор на базе транзисторов – это двухкаскадный усилитель с емкостной положительной обратной связью (рис.18.8). Выход первого каскада через конденсатор C1 соединен со входом второго каскада, а выход второго каскада через С2соединен со входом первого.

Рис.18.8. Схема мультивибратора

Характеристики мультивибратора представлены на рис.18.9.

Рис.18.9. Характеристики мультивибратора

В зависимости от процессов заряда и разряда конденсаторов С1, С2 происходит скачкообразный переход мультивибратора из одного состояния квазиравновесия, когда VT1 открыт, VT2 закрыт, в другое, когда VT1 закрыт, а VT2 открыт.

В зависимости от процессов заряда и разряда конденсаторов С1, С2 происходит скачкообразный переход мультивибратора из одного состояния квазиравновесия, когда VT1 открыт, VT2 закрыт, в другое, когда VT1 закрыт, а VT2 открыт.

Пусть VT1 открыт, тогда U_k1=0 и конденсатор С1 через R1 и VT1 заряжен до , а конденсатор С2 разряжен (t = 0). При этом VT2 закрыт, т. к. на базе его отрицательный потенциал от С1: . Конденсатор С1 разряжается через R1, VT1, а С2 заряжается через R_К2 и базу-эмиттер VT1 до . Когда С1 разрядится , на базе VT2 , происходит опрокидывание мультивибратора: VT1 закрывается, VT2 открывается.

При заряде , где (время заряда). Если , , , то мультивибратор будет симметричным. Необходимо, чтобы , тогда заряд конденсаторов будет быстрым, а разряд – медленным. Для симметричного мультивибратора ; ; ; q== 2.

2. Мультивибраторы на базе ОУ получили наибольшее распространение. Рассмотрим мультивибратор, работающий в ждущем режиме (рис.18.10).

Рис.18.10. Схема мультивибратора на базе ОУ.

Рис.18.11. Характеристики мультивибратора на базе ОУ

Запускающий импульс подается на инвертирующий вход через дифференцирующую RC-цепь, а на неинвертирующий вход подается напряжение обратной связи. При поступлении запускающего импульса напряжение на выходе изменяется от U ⁺_вых до U ^–_вых.(рис.18.11)