Коллекторного напряжения

напряжение коллекторного^ источника

8.154. Транзистор МП 103, характеристики которого даны на 8.18, включен в схему усилителя с общей базой. Напряжение коллекторного источника равно 10 В, сопротивление резистора нагрузки в цепи коллектора Rs=

8.155. Транзистор МП103, характеристики которого даны на 8.8, включен в схему с общим эмиттером. Напряжение коллекторного источника равно 10 В, сопротивление резистора нагрузки в цепи коллектора Ян—1 кОм, ток покоя базы /Б0 —300 мкА. Требуется: а) определить амплитуды переменных составляющих коллекторного тока /тК> напряжения коллектор—эмиттер Um^3 и напряжения база— эмиттер ?/тБЭ, если на вход подается сигнал вида /5 = = (300 ± 100 sin mt) мкА; б) изобразить временные диаграммы напряжения коллектор—эмиттер ?/кэ, база — эмиттер ?/БЭ, тока базы /Б и тока коллектора /к.

8.156. Транзистор МП104 работает в режиме нагрузки в схеме с общим эмиттером при напряжении коллекторного источника, равном 16 В, напряжении коллектор — эмиттер (/кэо =—7,5 В и токе базы /Б0=600 мкА. Пользуясь семейством выходных характеристик транзистора, взятым из справочника, определить сопротивление резистора нагрузки в цепи коллектора и падение напряжения на нем.

8.160. Транзистор МП39 включен в схему с общим эмиттером. Напряжение коллекторного источника питания 12В,

8.161. Транзистор МП40А включен в усилительный каскад по схеме с общим эмиттером. Напряжение коллекторного источника 12 В, сопротивление резистора нагрузки /?н=1,0 кОм. Требуется: а) на семействе выходных характеристик, взятых из справочника, построить линию нагрузки; выбрать рабочий участок и рабочую точку для работы с минимальными искажениями; б) определить амплитуду переменной составляющей коллекторного тока /тк, амплитуду переменного напряжения на нагрузке UmR, выходную мощность РВЫХ и мощность, рассеиваемую коллектором;

8.162. Транзистор П415 включен в схему усилителя с общим эмиттером. Пользуясь справочником, определить постоянную составляющую тока коллектора /ко, амплитуду переменной составляющей напряжения на нагрузке UmR, выходную мощность РВЫХ, а также коэффициент усиления по току Ki, если напряжение коллекторного источника равно 12 В, сопротивление резистора нагрузки /?н=

жении коллекторного источника питания 15 В в рабочей точке с напряжением ILgg = — 8 В и током коллектора

Если на вход инвертора подан положительный единичный сигнал, то транзистор открыт и находится в режиме насыщения. На выход схемы НЕ поступает сигнал логический 0, близкий к потенциалу эмиттера транзистора. Если на вход схемы НЕ подается нулевой сигнал, то транзистор закрыт отрицательным смещением от источника Еб и на выходе схемы будет сигнал 1, близкий к потенциалу коллекторного источника питания.

Входное напряжение усилителя, как известно, зависит от выбора рабочей точки транзисторов первого каскада, а следовательно, и от коллекторного напряжения транзисторов. Даже при среднем значении напряжения коллекторного источника при непосредственной связи между каскадами возникают определенные проблемы, затрудняющие обеспечение нормального рабочего режима транзисторов в последующих каскадах. Включение резистора в цепь эмиттера транзисторов для согласования, каскадов по постоянному току настолько сильно снижает коэффициент усиления, что этот метод в ИМС не находит практического применения.

В схеме 10.20 транзистор Tj является ключом, а транзистор Т2 — токостабилизирующим элементом. В исходном состоянии ключевой транзисгор открыт и находится в режиме насыщения. Конденсатор С2 заряжен до разности напряжения коллекторного источника и падения напряжения на резисторе К„ сопротивление которого выбирают небольшим. При поступлении на вход положительного импульса ключевой транзистор закрывается и начинается разряд конденсатора через токостабилизирующий транзистор Тг. Резистор Кэ в его эмиттерной

коллекторного напряжения ?/Кэ. основывается на использовании общей гальванической (действующей при /->-0) ОС, как показано на 6.11, 6.13 , 6.14 и 6.15. Снижение нестабильности напряжения f/кэ происходит в число раз, равное глубине гальванической ОС.

Пренебрегая инерционностью процессов в транзисторе и обратным влиянием коллекторного напряжения на ток базы, рассчитайте следующие величины:

При подаче на вход усилителя переменного входного напряжения «в* напряжение иБЭ становится пульсирующим ( 2.2): иБэ = ?/БП +«вх. Это вызывает пульсации базового тока г'Б = /Бп + гБ~. коллекторного тока JK=/кп +<К~ и коллекторного напряжения «к=^кп + %~-

Конденсатор СС2 (конденсатор связи) задерживает постоянную составляющую коллекторного напряжения и пропускает в нагрузочное устройство усилителя только переменную составляющую «к~, являющуюся выходным напряжением усилителя.

т. е. сумма падения напряжения на резисторе RK и коллекторного напряжения UK транзистора всегда равна постоянной величине — э. д. с. источника питания. Вольт-амперная характеристика /к = =/(?/як) коллекторного резистора RK является линейной, а вольт-амперные характеристики IK=f(UK) транзистора, как показано в гл. 2, представляют собой нелинейные коллекторные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ (см. 1.24).

Конденсатор С (см. 5.3) служит для включения источника переменной входной э. д. с. евх с внутренним сопротивлением /?„„ в цепь базы. В отсутствие этого конденсатора в цепи источника входного сигнала создавался бы постоянный ток от источника питания Ек, который мог бы вызвать падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника сигнала, изменяющее режим работы транзистора и приводящее к нагреву источника сигнала. Конденсатор связи С с на выходе усилительного каскада обеспечивает выделение из коллекторного напряжения переменной составляющей, которая может подаваться на нагрузочный резистор RH или нагрузочное устройство с сопротивлением Ra.

При подаче на вход усилительного каскада переменного напряжения мвх ( 5.4) ток базы будет изменяться в соответствии с входной характеристикой, т. е. кроме постоянной составляющей /бп он будет иметь переменную составляющую tg. Одновременно с этим в транзисторе будут изменяться эмиттерный и коллекторный токи. График переменной составляющей коллекторного тока t'K можно построить с помощью переходной характеристики, зная изменения тока базы ц. Перенося изменения тока iK на линию нагрузки, можно проследить за изменениями коллекторного напряжения и падения напряжения на коллекторном резисторе RK. Переменная составляющая коллекторного напряжения представляет

Чтобы переменная составляющая коллекторного напряжения не попадала в цепь базы, в усилительном каскаде использован Т-образный фильтр. Между резисторами R& и R"<$ включен конденсатор фильтра Сф, сопротивление которого должно быть значительно меньше сопротивления ^в=^б~Ь^б. Емкость конденсатора фильтра можно определить по формуле

Схема усилительного каскада с общим коллектором (каскад ОК) приведена на 5.11. В этом каскаде основной резистор, с которого снимается выходное напряжение, включен в эмиттерную цепь, а коллектор по переменной составляющей тока и напряжения соединен непосредственно с общей точкой усилителя, так как падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника коллекторного напряжения от переменной составляющей тока незначительно. Таким образом, можно считать, что входное напряжение подается между базой и коллектором через конденсатор С, а выходное напряжение, равное падению напряжения на резисторе R3 от переменной составляющей эмиттерного тока, снимается между эмиттером и коллектором через конденсатор связи Сс.

В гл. 5 были рассмотрены усилительные каскады с общим эмиттером и общим истоком, которые имеют коэффициент усиления по напряжению, как правило, равный нескольким десяткам. Однако для многих устройств промышленной электроники требуются усилители с более высокими коэффициентами усиления по напряжению. В этих случаях используют многокаскадные усилители, в том числе усилители с резистивно-емкостной связью. На 6.1 приведена схема двухкаскадного усилителя напряжения с резистивно-емкостной связью на биполярных транзисторах типа п-р-п. Усилитель состоит из двух усилительных каскадов с общим эмиттером, соединенных между собой через конденсатор связи Cci, включенный между коллектором транзистора 7\ и базой транзистора Т2. Конденсатор СС1 не пропускает постоянную составляющую коллекторного

Фк. Снижение потенциала «верхнего» вывода делителя R3Ri приводит к снижению потенциала средней точки и появлению отрицательного выходного напряжения. Таким образом, делитель, включенный на выходе усилительного каскада, компенсирует постоянную составляющую коллекторного напряжения и передает с некоторым уменьшением усиленное напряжение с коллектора транзистора на выход усилителя.