Галерея диаграмм связей Базовая схема усилителя
Существует три распространенные конфигурации базовых схем усилителя, а именно схема усилителя с общим эмиттером, схема усилителя с общей базой и схема усилителя с общим коллектором. Каждая конфигурация имеет свой особый принцип работы и сценарии применения.
Отредактировано в 2024-04-22 11:15:08Базовая схема усилителя
一、 Концепция масштабирования
Основные характеристики: усиление мощности Обязательное условие: отсутствие искажений
Производительность
Полоса пропускания и частота среза
Амплитудно-частотная характеристика
fL и fH называются нижней частотой среза и верхней частотой среза соответственно.
Максимальное неискаженное выходное напряжение
Допустимые значения Uom
Пиковое значение Uopp (Uopp=2 √2Uom)
Усиление напряжения/тока (четыре типа)
二、 Три основных метода подключения схемы транзисторного однолампового усилителя
Базовая схема усилителя с общим коллектором (эмиттерное выходное устройство)
Коллектор в цепи переменного тока заземлен, поэтому вход и выход фактически имеют один и тот же коллектор. Нагрузка подключена к эмиттеру, поэтому его называют устройством вывода эмиттера.
Анализ параметров
Коэффициент усиления напряжения
Здесь молекуле следует добавить возможное сопротивление Rb по основанию
Текущий коэффициент усиления
Примечание. Io — ток, протекающий через нагрузку RL, Iin — ток на входной клемме.
Сравнение трех способов подключения
Входное сопротивление
(Ri’ — сопротивление в направлении основания Ib)
Выходное сопротивление
Источник сигнала короткого замыкания, замените RL источником испытательного напряжения.
Базовая схема усилителя с общей базой
База заземлена на пути переменного тока
Анализ параметров
Коэффициент усиления напряжения
Текущий коэффициент усиления
Входное сопротивление и выходное сопротивление
Базовая схема усилителя с общим эмиттером
Статическая рабочая точка Q: добавление правильного напряжения смещения на входную клемму гарантирует, что транзистор находится в рабочем состоянии и может обеспечить усиление переменного тока.
Параметры статической рабочей точки Q включают IBQ, ICQ, UCEQ и UBEQ, из которых UBEQ обычно считается известным, и знание первых двух обычно можно использовать для расчета UCEQ путем построения графика графическим методом.
Две практические схемы усилителя
прямая связь
недостаток
1||| Разделение напряжения резистором вызывает потерю напряжения
2||| Невозможно заблокировать сквозной трафик
Резисторно-емкостная связь
三、 Аналитический метод
Путь постоянного тока и путь переменного тока
Путь постоянного тока
Формирование: цепь, образующаяся под действием источника постоянного тока. Принцип: разомкнутая цепь конденсатора, короткое замыкание индуктора, короткое замыкание источника сигнала переменного тока (сохраняет внутреннее сопротивление)
Нельзя игнорировать Rs источников сигнала переменного тока, соединенных последовательно.
Цель анализа: найти статическую рабочую точку Q.
путь связи
Формирование: цепь, образующаяся под действием переменного тока. Принцип: разомкнутая цепь индуктора, короткое замыкание конденсатора большой емкости, источник постоянного тока без короткого замыкания внутреннего сопротивления.
Цель анализа: найти динамические параметры
Графический метод
Нагрузка входного контура
Нагрузка выходного контура
приложение
Анализ усиления напряжения
входное уравнение uI для поиска iI, выходное графическое решение iI для поиска uO
Нелинейное искажение формы сигнала
Искажение среза (uo верхнее искажение)
Причина: Когда входной сигнал имеет пиковое значение в отрицательном полупериоде, uBE меньше Uon и транзистор отключается.
Максимальное Uom: нагрузка IbR/квадратный корень два
Пояснение: Сместите Ic, чтобы минимизировать парциальное давление Rc.
Решение: Увеличьте VBB, чтобы предотвратить попадание в зону отсечки.
Искажение насыщенности (нижнее искажение uo)
Причина: когда входной сигнал достигает максимума в положительном полупериоде, ic слишком велик, а uce слишком мал, и транзистор входит в зону насыщения.
Максимальное количество Uom: UCQ-UCES
Решение: увеличить Vcc/уменьшить Rc/увеличить Rb/заменить трубку на меньшую β.
Лучше всего установить точку Q в средней точке линии нагрузки в области усиления (Vcc VCES)/2. В это время Uom является самым большим.
Определите, какое искажение появляется первым при увеличении uI
При сравнении UCEQ-UCES и ICQ·RL’ первый представляет разность напряжений от точки Q до критического состояния искажения насыщения, а второй представляет разность напряжений от точки Q до критического состояния искажения отсечки.
Линия нагрузки постоянного тока и линия нагрузки переменного тока
Оба проходят через точку Q, а линия нагрузки переменного тока также включает нагрузку RL, поэтому абсолютное значение наклона линии нагрузки переменного тока больше.
Оба совпадают при прямой связи, а два совпадают при резистивно-емкостной связи только при отсутствии нагрузки.
метод эквивалентной схемы
Эквивалентная модель транзистора постоянного тока
UBEQ принимает фиксированное падение напряжения, ICQ зависит только от IBQ
Эквивалентная модель с обычно выбрасываемым h-параметром (подходит для переменного тока)
Он применим только тогда, когда транзистор находится в зоне усиления, поэтому сначала необходимо найти точку Q, используя метод пути постоянного тока, и одновременно необходимо найти rbe.
h11: Динамическое сопротивление rbe между be под действием слабого сигнала и rbe=Ube/Ib (статический анализ не используется)
h12e: Влияние напряжения выходной цепи на напряжение входной цепи (очень небольшое)
h21e: коэффициент усиления тока β
h22e: обратная величина динамического сопротивления rce между ce (очень маленькая)
Входной контур эквивалентен только одному динамическому резистору rbe, а выходной контур эквивалентен только одному управляемому источнику.
Анализ динамических параметров схемы усилителя с общим эмиттером
Усиление напряжения Au
Отношение выходного напряжения к напряжению источника сигнала Aus
Входное сопротивление: отношение эффективного значения входного напряжения к эффективному значению входного тока.
Выходное сопротивление: эквивалентное доступное общее сопротивление Norton представляет собой сумму сопротивлений, подключенных параллельно нагрузке.
四、 Метод стабилизации статической рабочей точки Q
Влияние температуры на точку Q
(1) Входная кривая: IB увеличивается, кривая перемещается влево.
(2) Выходная кривая: Ic увеличивается, точка Q перемещается вверх, интервал кривой увеличивается (из-за IB), и могут возникать искажения насыщения.
Решение: коллекторный последовательный резистор Re
Цель: Сделать Icq стабильным.
Принцип: по сравнению с IB Ic больше, Ic увеличивается, Ue (Re шунт) увеличивается, Ube (базовое напряжение) уменьшается, а Ib уменьшается.
Стабильное состояние — I1>Iб (т. е. ток базы составляет меньшинство до шунтирования)
Значение Re: Re》Rb/(1 β) где Rb – это Rb1//Rb2
Статическая оценка рабочей точки (применимо к схеме стабилизации Q-точки)
Получено в результате преобразования Тевенина.
Формула, полученная из I1》Ib
Когда (1 β)Re》Re, два выражения одинаковы и удовлетворяют условию устойчивости
Динамическая оценка параметров
В схеме со стабильной Q-точкой динамические параметры можно оценить, когда выполняются условия стабильности Q-точки.
Коэффициент усиления напряжения
До оценки
После оценки
Входное сопротивление
五、 полевой транзистор
памятка
场效应管特性曲线汇总:书43页
Три основных способа подключения
Основное общее происхождение
Эквивалент низкочастотного слабого сигнала
Основная общая утечка
основные общие ворота
метод смещения
Самодостаточное смещение: к затвору не добавляется дополнительная мощность постоянного тока, а потенциал истока повышается за счет деления напряжения истокового резистора, образуя смещение затвор-исток.
Разделенное смещение: на основе автономного смещения используйте Rg1 и Rg2, чтобы разделить Vcc на полюс g.
Небольшое обратное значение rce означает, что rce чрезвычайно велико. Следовательно, если транзистор подключен параллельно с Re при статическом анализе, UCEQ равен парциальному давлению Re в Re Rc.
для вывода
для вывода
Примерное выражение rbe
rbe состоит из rbb' на стороне базы и rb'e на эмиттере, где первое обычно задано, а второе можно вычислить.
rbe=rbb’ UT/Ib (UT фиксировано на уровне 26 мВ)