Электронные усилители

  • 1 Определение, класс и параметры электронных усилителей
  • Электронный усилитель – устройство, которое служит для усиления напряжения, тока электрических сигналов и мощности сигналов, происходящее за счет мощности источника питания.
  • Электронные усилители классифицируются:
  • – по роду усиливающего сигнала:
  • усилители напряжения;
  • усилители тока;
  • усилители мощности.
  • – по роду используемых усилительных элементов:
  • ламповые;
  • транзисторные;
  • на операционных усилителях и др.
  • – по количеству используемых усилительных каскадов:
  • однокаскадные;
  • двухкаскадные;
  • многокаскадные.
  • – по диапазону усиливаемых сигналов
  • УНЧ – усилители низкой частоты (20-100 кГц);
  • УПТ – усилители постоянного тока (меньше 1 Гц);
  • Избирательные усилители – усиливают сигналы в узкой полосе частот.
  • Широкополосные – усиливают сигналы от 10 Гц до 100 МГц.
  • 2. Характеристики усилителя
  • Коэффициент усиления, амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики.
  • 1) К – коэффициент усиления отношения выходной величины к входной. Различают коэффициенты усиления по напряжению: ,
  • коэффициенты усиления по току: ,
  • коэффициенты усиления по мощности: ,

Электронные усилители Электронные усилители Электронные усилители

  1. 2) АЧХ – зависимость коэффициента усиления (K) от частоты усиливающего сигнала.
  2. или , где
  3. Типичный вид АЧХ усилителей:

Электронные усилители

По АЧХ можно определить полосу пропускания усилителя. Полоса пропускания – диапазон частот, в пределах которого сигнал усиливается без искажения его частот.

Электронные усилители

Искажение сигнала вне полосы пропускания связано с наличием в схеме усилителя в емкости.

3) ФЧХ – зависимость сдвига фаз между входным и выходным сигналом от частот.

Электронные усилители

4) Амплитудная динамическая характеристика – зависимость выходного напряжения от входного.

Электронные усилители

С ростом входного напряжения пропорционально растет и выходное. При достижении некоторого значения входного напряжения, пропорциональность нарушается, рост выходного напряжения замедляется, а затем выходное практически не усиливается.

Нелинейность участка характеристики связана с тем, что характеристики усилительных элементов выходят за линейный участок. По амплитудной характеристике можно определить диапазон допускаемого напряжения, т. е.

диапазон, в пределах которого усиление происходит с заданным сопротивлением.

3 Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим эмиттером

Усилительный каскад – усилительный элемент с нагрузочным сопротивлением и с элементами, обеспечивающими требуемое напряжение питания и связь данного каскада с другими.

Усилитель может состоять из одного или нескольких каскадов. Рассмотрим схему усилительного каскада.

3.1. Схема усилительного каскада

— биполярный транзистор p-n-p-типа, являющийся усилительным элементом.

– источник питания. Знак зависит от типа транзистора.

– делитель напряжения. Обеспечивает подачу напряжения на эмиттерный и коллекторный переходы транзистора для установки режима транзистора.

  • — резистор коллекторный.
  • — нагрузочный резистор.
  • — может сниматься как с нагрузочного, так и с и с усилительного элемента.

и — разделительные конденсаторы. Они задерживают постоянную составляющую сигнала на входном и выходном сигналах.

и — сопротивление и емкость эмиттерной стабилизации. Образуют отрицательную обратную связь.

  1. — сопротивление по постоянному току.
  2. — емкость по переменному току.
  3. За счет этой отрицательной связи компенсируются изменения характеристик транзистора при изменении температуры.

3.2. Режим усиления сигнала

Для анализа используем входную и выходную характеристики транзистора. Рассмотрим режим усиления синусоидального сигнала. Такой режим еще называется динамическим или режимом по переменному току.

Выберем точку 0 на линейном участке входной характеристики. Подадим на вход транзистора , чтобы это напряжение не выходило за линейный участок выходной характеристики, Тогда ток базы будет синусоидальным с амплитудой .

Изобразим на семействе выходных характеристик и . Построим линию нагрузки исходя из:

Электронные усилители

Если точки А и В расположены на линейных участках выходных характеристик, то выходной сигнал не искажается (усиливается()) и инвертируется, т. е. меняет свой знак.

3.3. Выбор рабочей точки усилительного каскада

Из приведенных графических построений видно, что режим усиления переменного сигнала без существенного искажения его формы зависит от правильного выбора точки 0, которая называется рабочей точкой, точкой покоя. Перед тем, как отдать на вход каскада переменный усиливаемый сигнал требуется обеспечить начальный режим работы (статический режим, режим покоя, режим по постоянному току).

Режим покоя характеризуется постоянным током на выводах транзистора и постоянными напряжениями между ними. Обеспечивается этот режим в схеме с общим эмиттером положением точки покоя. Для стабильной работы усилителя стремятся не изменять положение этой точки в процессе работы усилителя.

Для этого первоначально подается напряжение — напряжение смещения. Оно подается от источника через делитель напряжения и сохраняется постоянно. Переменное усиливаемое напряжение подается на участок базы эмиттера и создает пульсации тока базы .

В режиме покоя напряжение покоя отсутствует и режим характеризуется постоянными значениями.

  • Таким образом полезный входной сигнал вызывает изменение , а следовательно и , .
  • Изменения тока коллектора значительно больше тока базы и на большом сопротивлении вызывает значительно увеличение амплитуды выходного напряжения.
  • 4. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим коллектором

Выход усилительного каскада, т. е. коллектор, подключен к источнику, а значит по переменной составляющей он соединен с входом, т. к. заземлен (поскольку внутреннее сопротивление источника по переменному сигналу близко к 0).

Электронные усилители

5. Температурная (эмиттерная) стабилизация в усилительных каскадах с общим эмиттером

Основным недостатком биполярного транзистора является зависимость их характеристик от температуры. Эта зависимость в основном отражается на выходных характеристиках, т. к. они соответствуют обратной ветви ВАХ коллекторного перехода.

При увеличении температуры выходные характеристики смещаются вверх. Это может привести к выходу точек А и В с линейных участков характеристик. В результате форма линейных участков может отличаться от синусоидальной. Для уменьшения влияния температуры в схеме предусматривается эмиттерная стабилизация на элементах и . Предположим что температура растет:

Растет ,

Т. к. , то растет ,

Электронные усилители

Таким образом, напряжение, подаваемое на вход транзистора, уменьшается, что приводит к уменьшению тока эмиттера, а следовательно и . Таким образом, увеличение , вызванное повышением температуры компенсируется за счет обратной связи.

Известно, что отрицательная обратная связь приводит к уменьшению коэффициента передачи, т. е. коэффициент усиления. Чтобы снизить уменьшение коэффициента усиления за счет обратной связи по переменному току параллельно сопротивлению включается . Емкостное сопротивление которого .

Электронные усилители. Усилитель – это устройство, преобразующее маломощный входной сигнал в подобный, но более мощный выходной

⇐ ПредыдущаяСтр 39 из 44Следующая ⇒

Усилитель – это устройство, преобразующее маломощный входной сигнал в подобный, но более мощный выходной.

Учитывая закон сохранения энергии, усилитель рассматривают как многополюсник, в котором помимо входной и выходной цепей есть цепь для поступления энергии от источника питания (рис. 37).

Электронные усилители

Рис. 37. Структурная схема усилителя: 1 – входная цепь; 2 – предварительный усилитель; 3 – промежуточные каскады; 4 – оконечный каскад; 5 – источник питания.

Читайте также:  Клеммные колодки для соединения проводов, распределительных коробок и дин-рейки: виды и устройство

Входная цепь предназначена для согласования с источником сигнала, как по амплитуде, так и по сопротивлению. Как правило, требуется обеспечение большого входного сопротивления, что обеспечивается предварительным усилительным каскадом.

Для получения требуемого коэффициента усиления может потребоваться многокаскадный усилитель. Основное усиление сигнала обеспечивается в промежуточных каскадах. Оконечный каскад – усилитель мощности. Он обеспечивает согласование усилителя с нагрузкой.

Для обеспечения максимальной выходной мощности требуется выполнение равенства Rвых=Rнагр (режим согласования).

В схеме ОЭ входной сигнал подаётся на базу, а выходной сигнал снимается с коллектора. Схема и выходные характеристики изображены на рис. 38:

  • Электронные усилители
  • Рис 38. Усилительный каскад на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером
  • Видно, что схема стала очень сложной. Однако главное, что здесь есть – это резистор

, на котором происходит падение напряжения от тока, проходящего через транзистор, резистор, который определяет коэффициент усиления по напряжению, и который составляет от единиц килоом до мегома (чем больше этот резистор, тем больше усиление). Все остальные элементы более или менее условны.

Прежде всего необходимо для термостабилизации транзистора. Это осуществляется за счёт обратной связи по постоянному току. Сэ – конденсатор, который шунтирует этот резистор на рабочих частотах, так что при переменном сигнале резистора нет. Этот конденсатор – несколько мкФ. Обычно это электролитический конденсатор.

Ср – разделительные конденсаторы, которые отделяют постоянную составляющую сигнала на входе и выходе схемы от внешних сигналлов. Обычно это несколько мкФ.

Rб1 – важный резистор, управляющий работой транзистора, служит для задания рабочей точки. Этот резистор задаёт постоянную составляющую тока базы. Его значение зависит от величины .

Rб2 – практически ненужный резистор, просто он ставится для предохранения транзистора от сгорания. Его значение должно быть большим, так как стоит он параллельно входу и может его закоротить. Обычно это 1 или несколько килоом, так как входное сопротивление транзистора мало.

– сопротивление нагрузки, лучше, если оно большое, так как оно подключено параллельно выходу транзистора, и если оно будет малым, выходной сигнал упадёт.

Uвх – сигнал на входе транзистора. Как видно, на входе много различных деталей – резисторов и конденсаторов. Но на рабочих частотах сопротивления конденсаторов малы, и они хорошо пропускают сигналы. А два параллельных резистора Rб1 и Rб2 достаточно велики по сравнению с входным сопротивлением транзистора. Поэтому учтём только это входное сопротивление.

Одними из основных параметров усилителя является коэффициент усиления. Различают три коэффициента усиления:

1) по напряжению ; 2) по току ;

Электронные усилители

Для усилителей возможны различные значения коэффициентов, но принципиально то, что Kp всегда должен быть больше единицы. Общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов. Так, для Ku можно записать Кu = Ku1·Ku2…KuN.

Если коэффициент усиления каждого каскада выражен в децибелах, то общее усиление многокаскадного усилителя, дБ:

Кu = Ku1 + Ku2 +…+ KuN .

Помимо усиления сигнала необходимо, чтобы усилитель не изменял его формы, т.е. в идеальном случае точно повторял все изменения (напряжения или тока). Отклонение формы выходного сигнала от формы входного сигнала принято называть искажениями. Искажения бывают двух видов: нелинейные и частотные.

Нелинейные искажения определяются нелинейностью ВАХ транзисторов, на которых собран усилитель.

Так, при подаче на вход усилителя сигнала синусоидальной формы выходной сигнал не является чисто синусоидальным, он будет содержать составляющие высших гармоник.

Это просто пронаблюдать с помощью входной ВАХ биполярного транзистора, которая имеет форму экспоненты, а не прямой линии. Искажения этого вида оцениваются коэффициентом гармоник (коэффициентом нелинейных искажений), Kr:

Электронные усилители

где U1, U2, U3 – значения напряжений сигнала в выходной цепи усилителя для основной, второй и третьей гармоник соответственно.

Для приближенной оценки нелинейных искажений можно воспользоваться амплитудной характеристикой усилителя (рис. 2.

5, а), представляющей собой зависимость амплитуды выходного напряжения Uвых от амплитудного значения входного сигнала Uвх неизменной частоты. При небольших Uвх амплитудная характеристика практически линейна.

Угол ее наклона определяется коэффициентом усиления на данной частоте. Изменение угла наклона при больших Uвх указывает на появление искажений формы сигнала.

Частотные искажения определяются зависимостями параметров транзисторов от частоты и реактивными элементами усилительных устройств, в частности, разделительными ёмкостями. Эти искажения зависят лишь от частоты усиливаемого сигнала.

Зависимость Ku усилителя от частоты входного сигнала принято называть амплитудно-частотной (частотной) характеристикой (АЧХ). С помощью АЧХ (рис. 2.5, б) можно представить коэффициенты частотных искажений на низшей Mн и высшей Mв частотах заданного диапазона работы усилителя: Электронные усилители Электронные усилители

Электронные усилители

Рис. 2.5 Амплитудная (а) и частотная (б) характеристики

Обычно допустимые значения коэффициентов частотных искажений не превышают 3 дБ. Отметим, что f = fв — fн принято называть полосой пропускания усилителя.

Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 30; Нарушение авторских прав

⇐ Предыдущая34353637383940414243Следующая ⇒

4. Электронные усилители

Усилителем
называется
устройство, которое позволяет при
наличии сигнала на входе получить на
выходе сигнал той же формы, но большей
мощности.

Усиление происходит за счет
источника питания и активного усилительного
элемента (транзистора) с помощью которого
энергия источника питания преобразуется
в энергию полезных колебаний на выходе.

Входной сигнал является управляющим,
так как под его воздействием на выходе
усилительного элемента возникают более
мощные колебания, передаваемые в
нагрузку.

Любой усилитель
содержит активный усилительный элемент,
источник питания и пассивные цепи. По
отношению к усиливаемым колебаниям
усилитель может рассматриваться как
электрический четырехполюсник, поскольку
имеет две входные и две выходные клеммы.
Как правило,
одна входная и одна выходная клеммы
соединены общей шиной, называемой
«землей».

Классификацию
усилителей

можно проводить по различным признакам:

1) по виду используемого
усилительного элемента — ламповые,
транзисторные усилители, на туннельных
или параметрических диодах, на микросхемах
и т.д.;

  • 2)
    по диапазону усиливаемых частот —
    усилители постоянного тока (УПТ), низкой
    частоты (УНЧ), радио- или промежуточной
    частоты (УРЧ, УПЧ) и сверхвысокой частоты
    (СВЧ-усилители);
  • 3) по ширине полосы
    усиливаемых частот — узкополосные,
    широкополосные усилители;
  • 4) по характеру
    усиливаемого сигнала — усилители
    непрерывных и импульсных сигналов;
  • 5) по усиливаемой
    электрической величине усилители
    напряжения, тока, мощности;
  • 6) по типу нагрузки
    — резистивные (апериодические), резонансные
    (избирательные) усилители.
  • Работу усилителей
    принято оценивать рядом показателей и
    характеристик.

Коэффициентом
усиления

называется отношение выходной величины,
характеризующей уровень сигнала
(напряжение, ток или мощность) к входной.
В соответствии с этим вводят понятие
коэффициента усиления по напряжению
КU,
по току KI
или по мощности
КP.

Читайте также:  Как сделать хорошую скрутку проводов

Коэффициентом
усиления по напряжению (току) называется
отношение выходного напряжения (тока)
к входному напряжению (току):

, . (1)

Коэффициент
усиления по мощности КР
показывает,
во сколько раз активная мощность Рвых,
отдаваемая усилителем в нагрузку RН
больше активной
мощности Рвх
подводимой к его входным зажимам:

Коэффициент
усиления по мощности часто выражают в
логарифмических единицах — децибелах:
КРдБ=
10
lgКР.

В биполярных
транзисторах входной ток относительно
велик, и коэффициенты усиления по
напряжению, току и мощности могут быть
использованы в одинаковой мере, однако
наиболее часто усилитель характеризуется
коэффициентом КU.
Поэтому для
коэффициента КU
в дальнейшем
индекс U
будет опускаться.

Усиление сигнала,
как правило, сопровождается искажениями
его формы. Поэтому усилитель характеризуется
не только коэффициентом усиления, но и
мерой искажений выходного сигнала по
сравнению с входным. Искажения делят
на линейные
и нелинейные
.

Линейные
искажения

обусловлены наличием в усилителе
реактивных элементов, сопротивление
которых зависит от частоты.

Из-за этого
отдельные гармонические составляющие
сложного входного сигнала усиливаются
неодинаково, нарушается их взаимный
фазовый сдвиг относительно друг друга,
форма сигнала искажается.

Линейные
искажения усилителя оценивают с помощью
амплитудно-частотной
(АЧХ)
характеристик.

Рис. 1.

Под АЧХ усилителя
понимается зависимость модуля коэффициента
усиления от частоты сигнала. Примерный
вид АЧХ усилителей показан на рис. 1.
Иногда амплитудно-частотной характеристикой
называют зависимость амплитуды выходного
напряжения от частоты сигнала при
постоянном входном напряжении.

Нелинейными
искажениями

называют искажения формы выходного
сигнала, вызванные нелинейностью ВАХ
активных приборов, используемых в
усилителе.

Нелинейные искажения приводят
к появлению на выходе усилителя напряжений
и токов с частотами, которых не было в
спектре входного колебания.

При усилении
гармонического сигнала нелинейные
искажения принято оценивать коэффициентом
гармоник (коэффициентом нелинейных
искажений) КГ.
Этот
коэффициент измеряется на выходе,
усилителя при подаче на вход гармонического
колебания и определяется соотношением

(2)

где -напряжение и мощность полезного сигнала
на выходе усилителя,

png»>,,,-напряжения и мощности соответствующих
гармоник.

АХ считается
линейной на участках, где усиление
происходит с допустимым уровнем
нелинейных искажений. В этом случае
коэффициент усиления не зависит от
амплитуды входного сигнала: он может
быть определен как тангенс угла наклона
АХ к оси абсцисс (см. рис. 2)

О линейности
усилителя можно судить и по его амплитудной
характеристике

(АХ), т.е. зависимости амплитуды выходного
напряжения от амплитуды входного (рис. 3)

Рис. 2.

Амплитудная
характеристика снимается при подаче
на вход усилителя гармонического
колебания частотой f,
лежащей в полосе пропускания усилителя.
Реальные АХ нелинейны, что наиболее
ярко выражено при малых и больших уровнях
входного сигнала.

Начальный нелинейный
участок АХ обусловлен собственными
шумами усилителя и наводками, которые
приводят к появлению напряжения на
выходе усилителя даже при отсутствии
входного сигнала.

При больших амплитудах
входного сигнала начинает сказываться
нелинейность ВАХ активных приборов.

Динамический
диапазон усилителя оценивается по и:

(3)

В пределах
динамического диапазона усилитель
рассматривается как линейное устройство.

Резисторными(апериодическими)усилителями
напряжения
называются
усилители, в которых явно выраженной
нагрузкой является чисто активное
сопротивление (резистор). Резисторные
усилители широко применяют для усиления
напряжения звуковой частоты.

На рисунке
3 приведена схема усилителя на биполярном
транзисторе. Для установления необходимого
режима работы биполярного транзистора
с помощью резисторов R1
и R2
на базе создается заданное напряжение
Uб0.

Резистор RК
обеспечивает работу транзистора в
выбранном режиме по постоянному току.
Стабилизация работы транзистора при
изменении температуры осуществляется
включением резистора RЭ.
Чтобы сопротивление RЭне сказывалось
на переменном токе, его шунтируют
конденсатором CЭ.

Разделительные конденсаторы СР
препятствуют передаче постоянной
составляющей напряжения.

Контрольные
вопросы.

  1. Что такое электронный усилитель?

  2. Почему в электронном усилителе происходит усиление мощности?

  3. Как классифицируются электронные усилители?

  4. Что такое коэффициент усиления?

  5. Какой усилитель называют апериодическим (резисторным)?

  6. Какие искажения в усилителях называют линейными? Чем они обусловлены?

  7. Какие искажения в усилителях называют нелинейными? Чем они обусловлены?

  8. Что называют амплитудно-частотной характеристикой усилителя?

  9. Что такое полоса пропускания усилителя?

  10. Почему в апериодическом усилителе уменьшается усиление на низких частотах?

  11. Что называют амплитудной характеристикой?

  12. Почему реальные амплитудные характеристики нелинейные?

  13. Объясните назначение элементов в схеме апериодического усилителя.

Электронные усилители

В результате изучения данной главы студент должен: знать

  • • возможности применения биполярных и полевых транзисторов для усиления напряжения, тока, мощности;
  • • структуру простейших усилительных каскадов и особенности работы повторителей напряжения на биполярных и нолевых транзисторах;

уметь

  • • анализировать работу заданной схемы усилительного каскада; владеть
  • • методикой расчета основных параметров усилителя для конкретной схемы.

Главные рабочие параметры и характеристики усилителя

Усиление сигналов различной формы (постоянных, синусоидальных, периодических, непериодических, импульсных и т.н.) является одной из важнейших задач электронной техники. Она решается при помощи обширного класса электронных устройств, которые называются усилителями.

В полупроводниковой электронике схемы усилителей строятся на биполярных и нолевых транзисторах, причем само усиление сигнала (но напряжению, току, мощности) осуществляется за счет энергии источников питания.

Электронный усилитель — это промежуточное звено между источником усиливаемого сигнала и нагрузкой. По отношению к внешним цепям (источнику и нагрузке) усилитель можно рассматривать как активный нелинейный четырехполюсник (рис. 13.1, а), свойства которого определяются следующими двумя зависимостями:

  • а) входная характеристика гвх(г/вх). Ее типичный вид представлен на рис. 13.1, 6 (снимается при неизменных параметрах усилителя и фиксированной нагрузке);
  • б) выходная характеристика /ВЬ1Х(иВЬ1Х) = iH(wH). Она показана на рис. 13.1, в (снимается при неизменных параметрах усилителя и источника сигнала).

Для определенности предположим, что усилению подлежит сравнительно небольшое напряжение, развиваемое некоторым источником сигнала. На рис. 13.

1, а этот источник представлен последовательной схемой замещения, содержащей идеальный источник ЭДС ес и резистор /2ВН, учитывающий его внутренние потери.

В качестве приемника рассматриваем пассивный двухполюсник, его входное сопротивление обозначим как Ru.

Рис. 13.1. Электронный усилитель:

а — усилитель как промежуточное звено между источником сигнала и нагрузкой; б — рабочая точка (РТ) на входной ВАХ усилителя и ее окрестность; в — РТ на выходной ВАХ усилителя и ее окрестность; г — эквивалентная линейная схема для входной цепи усилителя; д — эквивалентная линейная схема для нагрузочной цепи усилителя

Читайте также:  Управление освещением в доме

Электронные усилители

Опубликовано: Май 20, 2012

Электронные усилители практически безынерционны и отличаются высоким коэффициентом усиления (IO6-MO7 по мощности). Поэтому они наиболее распространены в быстродействующих автоматических устройствах и для усиления маломощных сигналов датчиков, измеряемых в микроваттах.

В качестве электронного усилителя чаще всего используется трехэлектродная электронная лампа триод (см. рис. 34). Функции входного воздействия выполняет напряжение, приложенное и влияющее на величину анодного тока в цепи нагрузки Таким образом, электронный усилитель, помимо усиления, преобразует изменения электрического напряжения в изменения электрического тока.

В случае применения однокаскадного усилителя (см. рис. 34) роль сопротивления нагрузки играют обмотки исполнительного механизма (маломощного реле, электромагнита и т. п.). Если же при помощи электронного усилителя необходимо обеспечить усиление в несколько тысяч раз, практикуют каскадное соединение нескольких ламп.

Тогда функции сопротивления нагрузки для всех ламп, кроме последней, выполняют сопротивления, управляющие следующим каскадом усиления. В последнем каскаде усиления для большего увеличения мощности в некоторых случаях применяют тиратроны.

При помощи такого многокаскадного усилителя мощность управляющего сигнала, составляющая миллионные доли ватта, может быть усилена до нескольких десятков ватт, а в результате применения ионных приборов — до нескольких киловатт.

Полупроводниковые (кристаллические) усилители, называемые также транзисторами, по выполняемым функциям близки к вакуумным триодам, но отличаются более простым устройством, значительно меньше по размерам и весу. Кроме того, полупроводниковые усилители характеризуются надежностью, большим сроком службы и малым потреблением электроэнергии.

К недостаткам полупроводниковых приборов относятся зависимость их параметров от температуры окружающей среды, неспособность работать при температуре выше 80°, сравнительно большой разброс параметров у разных аппаратов одного и того же типа и ограниченная предельная частота усиления (несколько мегагерц).

Разумеется, по мере совершенствования аппаратуры перечисленные недостатки будут устраняться. За последнее время полупроводниковые усилители получают все большее распространение. Наиболее широко применяются точечные и плоскостные германиевые триоды.

Точечный германиевый триод состоит из моно- кристаллической пластинки германия с проводимостью типа п (с избыточными электронами) и двух заостренных бронзовых контактных проволочек, расположенных на расстоянии нескольких десятков микронов одна от другой. Своими остриями проволочки соприкасаются с германиевой пластинкой, причем в местах соприкосновения образуются так называемые «электронно-дырочные» переходы. Противоположная сторона пластинки припаяна к металлическому основанию (базе) триода.

Принцип действия точечного триода заключается в следующем (рис. 39, а). Контактная проволочка 1, называемая эмиттером, находится под небольшим положительным потенциалом (пропускное направление), поступающим от батареи Б.

Эмиттер вводит (эмитирует) «дырки» в германий, притягивая из него свободные электроны и выполняя таким образом роль катода электронной лампы. Большая часть «дырок» притягивается ко второй проволочке 2 — коллектору, на которую подается отрицательный потенциал от батарей Б2.

Запирающий слой «электронно-дырочного» перехода изменяется таким образом, что ток коллектора значительно возрастает.

Коллектор в полупроводниковом триоде выполняет функции анода электронной лампы, а основание (база) 3 триода- функции управляющего электрода (сетки электронной лампы), так как от ее потенциала относительно эмиттера зависит количество эмитируемых «дырок». Сопротивление коллекторной цепи в несколько раз выше сопротивления цепи эмиттера, поэтому колебания напряжения Uma в выходной цепи превышают колебания напряжения UBX во входной цепи.

Точечные триоды состоят (рис. 39,6) из корпуса 6, облицованного металлическим кожухом 3, и держателя 7 с германиевой пластинкой 8 с одной стороны и изоляционной втулкой 2 с выводами 1 и 10 от эмиттера 4 и коллектора 9 — с другой. В месте соприкосновения эмиттера и коллектора с германием имеется заполнитель 5.

К основным параметрам точечных германиевых триодов относятся: входное и выходное сопротивления, сопротивление обратной связи (сопротивление базы), коэффициент усиления по току и коэффициент усиления по мощности. Эти параметры приводятся в характеристиках триодов.

Точечные триоды применяются только в схемах с заземленной базой 1 (рис. 39, в). Усиливаемое напряжение UBX на входе усилителя последовательно подается в цепь эмиттера 2 с батареей, а выходное усиленное напряжение Unux снимается с сопротивления нагрузки Ru в цепи коллектора 3.

Коэффициент усиления транзистора по току

Нагрузочное сопротивление должно быть достаточно большим.

Германиевый плоскостной триод (рис. 40, а) имеет три области проводимости: р-п-р. Область р представляет собой такой слой, в котором вследствие недостатка электронов существуют избыточные носители, или так называемые «дырки». К каждой из областей присоединяются контакты со сравнительно большой площадью.

В корпусе 3 триода имеется держатель 2 с германиевой пластинкой 7, выполняющей функции управляющего электрода (базы). По обе стороны германиевой пластинки впаяны капли индия, причем капля 8 используется в качестве эмиттера, а капля 6 — в качестве коллектора. Выводы 9 и 4 от эмиттера и коллектора изолированы от корпуса стеклянными изоляторами 5.

Вывод 1 базы присоединен непосредственно к корпусу.

К основным параметрам плоскостных триодов относятся: сопротивления коллектора эмиттера и базы, коэффициент усиления по току, фактор шумов, обратный ток цепи коллектора и емкость коллектора. Эти данные приводятся в справочной литературе [17].

Усилитель с плоскостным триодом может быть собран не только по схеме с заземленной базой (см. рис. 39, в), но и по схеме с заземленным эмиттером (рис. 40,6) или с заземленным коллектором (рис. 40, в).

  • Коэффициент усиления по току в схеме с заземленным эмиттером
  • где — ток в цепи базы.
  • Этот коэффицент обычно составляет от 10 до 100.
  • Входное сопротивление для ра:< больше, чем для схемы с заземленной базой.Коэффициент усиления по напряжению

т. е. такой же, как и для схемы с заземленной базой.

  1. Здесь U6- напряжение в цепи базы.
  2. В схеме с заземленным коллектором коэффициент усиления по току приблизительно равен коэффициенту усиления по току для схемы с заземленным эмиттером.
  3. Коэффициент усиления по напряжению

Для этой схемы входное сопротивление около мегома, в 10-100 раз больше сопротивления нагрузки.Если усилитель работает с отрицательным смещением управляющего электрода, обеспечивающим непрерывное прохождение усиленного тока (в классе А), то в схеме с заземленным эмиттером мощность усиливается значительно больше, чем в схемах с заземленным основанием.

Схема однокаскадного усилителя с плоскостным германиевым триодом и трансформаторной связью приведена на рис. 41.

 отрывки из книги Автоматизация технологических процессов в деревообработке, Н. В. МАКОВСКИЙ (внимание! возможны ошибки распознавания)

От: LidiaZaiceva,   —

Скрыть комментарии (отзывы) (0)

Похожие темы:

  • Магнитные усилители
  • Усилители

« Вернуться

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector