КАФЕДРА
ивх
может быть как непосредственно источник сигнала (на-
пример, микрофон, магнитная головка, звукосниматель и
т.п.), либо предыдущий каскад усиления. Источник сигнала
подключается к входной цепи как правило через раздели-
тельный конденсатор
Ср,
обеспечивающий развязку сосед-
них каскадов усиления по постоянному току (или как часто
говорят - гальваническую развязку). Через резистор
Яб
во
входную цепь подается напряжение смещения от вспомога-
тельного источника
Еб,
необходимого для открывания тран-
зистора. При построении маломощных усилительных кас-
кадов это напряжение смещения как правило выбирают в
середине линейного участка статической проходной харак-
теристики транзистора (зависимости выходного (коллектор-
ного) тока от входного (базового) напряжения). Проходная
характеристика приведена на
рис. 2.
Как видно из графика,
линейный участок характеристики лежит между напряжени-
ем отсечки
Е '
(оно для крем-
ниевых транзисторов как пра-
вило составляет 0,7.
.0
,8
В) и
напряжением
Ен,
называе-
мым напряжением насыще-
ния. Входной ток от источни-
ка
С1вх
через разделительный
конденсатор
Ср
поступает на
базу транзистора, т.е. являет-
ся переменной составляющей базового тока. Базовый ток,
являясь составной частью тока эмиссии (т.е. эмиттерного
тока), протекает через эмиттерный переход транзистора на
общий провод, и далее ко второму зажиму источника сигна-
ла
Евх,
также соединенному с общим проводом. Таким обра-
зом, ток от источника сигнала протекает по замкнутому кон-
туру: источник, разделительный конденсатор, эмиттерный пе-
реход транзистора, источник. При этом вся энергия входного
сигнала расходуется на нагрев (выделяется в виде тепла) по-
лупроводника, из которого выполнен эмиттерный переход
транзистора. Ответвления тока от источника
Ивх
в цепь ис-
точника смещения
Еб
практически не происходит, поскольку
сопротивление резистора
Яб
выбирается значительно боль-
шим по сравнению с сопротивлением эмиттерного перехода.
В выходной цепи каскада происходит преобразование
энергии источника коллекторного питания
Ек
в энергию пе-
ременного тока (усиленного сигнала), поступающую в на-
грузку
Ян,
в качестве которой может быть, например, голов-
ной телефон (“наушник") или еще один каскад усиления. При
условии работы на линейном участке проходной характери-
стики ЭП, выходная цепь транзистора (или лампы) может
быть представлена переменным сопротивлением
Я*,
конк-
ретная величина которого линейно зависит от мгновенного
значения входного (т.е. базового) напряжения. Это сопро-
тивление в литературе часто называют внутренним сопро-
тивлением лампы или транзистора. С учетом этого, выход-
ную цепь можно условно
изобразить так, как это
показано на
рис. 3.
В ста-
тическом режиме (т.е.
при отсутствии сигнала
на входе) в выходной
цепи протекает постоян-
ный ток, называемый то-
ком покоя, величина ко-
торого зависит от напря-
жения смещения на базе
(рис. 2).
Этот ток проте-
кает от источника коллек-
торного питания
Ек
через
резистор
Як,
включенный в цепь коллектора и называемый
нагрузкой каскада по постоянному току, а также через сам
транзистор с внутренним сопротивлением
Я*.
При этом, со-
гласно закону Ома, напряжение питания
Ек
распределяется
между
Як и Я* в
долях пропорциональных величинам этих
сопротивлений, причем сумма падений напряжений на
Як
и
Я*
составляет напряжение питания
Ек.
В случае, когда во
входной цепи действует переменное напряжение от источ-
ника сигнала
ивх,
внутреннее сопротивление транзистора
(или лампы) начинает линейно изменяться по закону вход-
ного воздействия (разумеется, применительно к случаю ра-
боты на линейном участке проходной характеристики, пока-
занном на
рис. 2),
что в свою очередь приводит к линейно-
му изменению выходного (коллекторного) тока также по за-
кону входного воздействия. Этот случай применительно к
усилению гармонического (синусоидального) сигнала пока-
зан на
рис. 4.
При воздействии на входную цепь гармони-
ческого напряжения, коллекторный ток также изменяется по
гармоническому закону от своего минимального значения
до максимального. Такой режим усиления (когда выходной
ток протекает в течение всего периода входного воздействия)
принято называть режимом класса А. Таким образом, путем
изменения напряжения во входной цепи, осуществляется уп-
равление большим выходным (коллекторным) током (по сути
энергией, отдаваемой источником питания
Ек),
в результате
чего энергия постоянного тока от источника питания
Ек
преобразуется в энергию переменного тока, поступающую
через разделительный конденсатор в нагрузку. В этом, соб-
ственно, и заключается принцип усиления. Усилительные
свойства любого ЭП (лампы, транзистора) характеризуются
наклоном его проходной характеристики, т.е. тем, насколько
резко изменяется выходной (коллекторный, стоковый или
анодный) ток при изменении входного (базового, затворного
или сеточного) напряжения. Эта величина называется кру-
тизной, обозначается буквой 5 и измеряется в амперах де-
ленных на вольт (А/В). Также усилительные свойства каска-
да характеризуются коэффициентом передачи. К примеру,
коэффициентом передачи по напряжению называется от-
ношение выходного напряжения (напряжения на нагрузке
Ян)
к входному напряжению
ивх.
У “хорошего” усилителя эта
величина заметно больше единицы.
Рассмотрим подробнее, какие изменения происходят в
выходной цепи при изменении коллекторного тока по зако-
ну изменения входного напряжения. Из
рис. 4
видно, что
при увеличении мгновенного напряжения на базе (еб), кол-
лекторный ток
ж
также возрастает благодаря изменению
(уменьшению) внутреннего сопротивления транзистора
Я*.
При этом полное сопротивление выходной цепи, образован-
ное транзистором и резистором Ик
(рис.З)
также уменьша-
предыдущая страница 12 Радиолюбитель 2003-08 читать онлайн следующая страница 14 Радиолюбитель 2003-08 читать онлайн Домой Выключить/включить текст