Билет№13 Усилительные каскады

Усилитель имеет режим покоя – начальный режим, который определяется совокупностью постоянных составляющих U_к, U_б, и I_к. В зависимости от постоянного тока и падения напряжения на активном приборе усилительного каскада, а также входного сигнала, выделяют следующие режимы работы:

Режим А – режим работы активного прибора, при котором ток в выходной цепи течет в течении всего периода входного сигнала. Значение входной точки выбирают так, чтобы амплитуда выходного сигнала не превышала значение тока покоя.

Преимущество режима А в малых нелинейных искажениях. Однако КПД каскада меньше 0.5. Режим А используют в каскадах предварительного усиления и маломощных выходных каскадах.

Режим В – режим работы, при котором ток через активный прибор усилителя протекает в течении половины периода входного сигнала. Этот промежуток времени характеризуется углом отсечки q. Численно q равно половине временного интервала, в течении которого через активный прибор усилителя течет ток. Для идеального усилителя q=p/2. В чистом виде режим В применяется редко, чаще используется комбинированный режим АВ (очень часто под практическим режимом В подразумевается режим АВ, специально не оговаривая это). При нем q несколько больше p/2 и при отсутствии входного сигнала через активный прибор усилителя протекает ток, составляющий 5-15% от I_m при заданном входном сигнале.

Достоинства режима: позволяет уменьшить нелинейные искажения при использовании двухтактных выходных каскадов, характерных для режима В.

Режим С – режим работы, при котором ток протекает через активный прибор в течении времени, меньшего половины периода входного сигнала, т.е. q<p/2. Ток покоя в режиме С равен 0. Это режим используется в мощных резонансных усилителях, где нагрузкой является резонансный контур.

Режим D (или ключевой режим) – режим, при котором активный прибор находится в одном из двух состояний: полностью открыт или полностью закрыт.

Частотные характеристики УК в области НЧ.

 U_вых=KU_ВХ

U_ВХ=(ER_ВХ)/(R_G+R_ВХ  +1/jwC)

t - постоянная времени в области низких частот.

t=С(R_G+R_ВХ  )

A(w)=K_u/sqr(1+(1/wt)^2) : A(w_H) = K_u/sqr(2) => w_H=1/t

H(t)=1-exp(-t/t)

В области ВЧ

 U_вых=KU_ВХ

U_ВХ=(ER_ВХ)/(R_G+R_ВХ  +1/jwC)

t - постоянная времени в области dscjrb[ частот.

t=С(R_G+R_ВХ  )

A(w)=K_u/sqr(1+(wt)^2) : A(w_B) = K_u/sqr(2) => w_B=1/t

t_H – Время нарастания/фронта

t_C – Время спада

Билет№14Температура

Неуправляемый ток коллекторного перехода Jко (Jкоб) имеет сильную зависимость от температуры, поэтому его часто называют тепловым током транзистора. Этот ток протекает через базовую цепь транзистора и поэтому неуправляемый тепловой ток коллектора в схеме ОЭ будет значительно выше чем в схеме ОБ: Jкоэ = Jкоб(β+1). Изменение теплового тока с температурой может в усилительных каскадах приводить к изменению положения рабочей точки, поэтому принимаются специальные меры для её температурной стабилизации.

Зависимость Jко от конструктивных параметров транзистора дается (4_91):

Допустим, что транзистор является симметричным, т.е. технологические параметры эмиттерной области такие же как и коллекторно, тогда : a₁₂ = a₂₁, a₁₁ = a₂₂. Кроме того учтем, что легирование эмиттерной и коллекторой областей значительно сильнее, чем базовой тогда p_p>>n_n и соответственно p_n>>n_p, что позволяет в a₁₁ a₂₂ оставить только один член с неосновными носителями                               (4_94)

Подставив в выражение для Jко из a₁₂=a₂₁ из (4_87) и a11 = a22 из (4_94) получим:

Так как w/Lp << 1, то th(w/Lp) ~ w/Lp и для Jко можно записать:

                               (4_95)

Таким образом при сделанных допущениях Jко совпадает с a₁₁ = a₂₂ (см. 4_94) и соответственно будет равен ирку Jэо.Как видно из (4_95) тепловой ток транзистора определяется тепловой генерацией неосновных носителей в базе транзистора, причем чем уже база, тем меньше тепловой ток.