Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
12. РАБОТА ТРАНЗИСТОРА С НАГРУЗКОЙ
Пусть транзистор используется в качестве усилительного элемента в выходной цепи чисто активного характера.
Здесь основными параметрами являются: Ki, Ku, Kp, Rвх.
Ki – коэффициент усиления по току, показывающий во сколько раз ток в выходной цепи больше, чем во входной.
Ku – коэффициент усиления по напряжению, показывающий во сколько раз напряжение в выходной цепи больше, чем во входной.
Kp – коэффициент усиления по мощности, показывающий во сколько раз мощность сигнала на выходе больше чем на входе.
Для определения этих параметров воспользуемся следующими уравнениями:
U1 = h11I1 + h12U2;
I2 = h21I1 + h22U2; (1)
Для выходной цепи по переменному току имеем:
U2 + I2Rн = 0; (2)
1. Динамический коэффициент усиления по току
(3)
Из (2) имеем U2 = - I2Rн. Подставляя это равенство во второе уравнение соотношения (1) получим:
I2 = h21I1 - h22 I2Rн;
I2 (1 + h22Rн)= h21I1; (4)
(5)
Выводы:
динамический коэффициент усиления по току меньше статического (h21=);
с увеличением Rн коэффициент усиления по току падает.
2. Входное сопротивление Rвх:
U1 = Uвх; I1 = Iвх; U2 = - I2Rн
Используя первое уравнение соотношения (1) имеем:
U1 = h11I1 + h12U2; (6)
Из выражения (4) для I2 имеем:
Полученное соотношение подставляем в (6):
Откуда получим:
3. Динамический коэффициент усиления по напряжению:
Uвых = I2Rн; Uвх = I1Rвх;
4. Коэффициент усиления по мощности:
Если обозначить как P0 – полную мощность, которая затрачивается источником, и Pк0 – мощность рассеивания на транзисторе по постоянному току, то:
P0 = Pполезн. + Pк0;
КПД:
Последнее соотношение справедливо лишь для усилителей мощности. Тогда можно показать, что
Отсюда полезная колебательная мощность не может превосходить
Обычно на семействе выходных характеристик отмечены границы допустимых режимов, определяющие максимально возможную выходную мощность транзистора.
Снизу ограничение минимальным током Iко.
+T – повышение температуры окружающей среды;
-T – понижение температуры окружающей среды.
Графо-аналитический метод расчёта динамических параметров транзистора
(для схемы с ОЭ)
Для замкнутой цепи:
Eк = Uкэ + IкRн
Отсюда нагрузочная характеристика:
1) Построим нагрузочную характеристику на семействе выходных характеристик транзистора:
Здесь I0кRн – потери по постоянному току на нагрузке Rн;
I0к, Uко – постоянные ток и напряжение коллектора.
Точки пересечения нагрузочной характеристики со статическими определяют значения тока коллектора при данном значении тока базы.
2) Выбираем положение рабочей точки на характеристике Iб0 = 0,15 мА.
3) Строим входную характеристику транзистора с нагрузкой.
Она при |Uкэ| > 0,55 В практически совпадает со статической.
Задаётся амплитудой входного сигнала:
Iбм = Iвх = 0,1 мА = АД
Под действием переменной составляющей тока базы появляется переменная составляющая тока в цепи коллектора:
P0 = Iк0Eк – полная мощность;
Pк0 = Iк0Uк0 – мощность постоянного тока, рассеиваемая на транзисторе;
Pб0 = Iб0Uб0 – мощность постоянного тока на входе.
Характеристики транзисторов можно взять из справочника Николаевского.
Uвх
U1
I1
транзистор
I2
U2
Rн
Uвых
к
Uкэ
0
область
насыщения
область отсечки
Uк max
Iк max
+DT
-DT
+DT
-DT
-DT
+DT
активная область
гипербола
Iко
Iэ
Iк
Iб
Uвх
_
+
_
+
Rн
Uвых
Eб
Eк
Iк, мА
Uкэ, В
Iко
IокRн
Iб = const [мА]
0,05 мА
0
0,1 мА
0,15 мА
0,2 мА
0,25 мА
0,3 мА
t
1,0
0,5
1,5
2,0
Iк
Uко
Ек
С
А
Д
В
Д¢
Uкм
Iкм
Iб, мА
Uбэ, мВ
50
100
150
0,15
0,45
Uкэ= -5В
Uкэ=0
Iбо
0,3
Uб0
Uоткр
С¢
А¢
В¢
Д¢
Iбм
Uбм