Сибірська державна автомобільно-дорожня академія
Кафедра АПП і Е
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
"РОЗРАХУНОК Транзисторні підсилювачі
ПО СХЕМІ З Загальним емітером "
з дисципліни: "Електротехніка"
Варіант-17
Виконав: ст. гр. 31АП
Цігулев С.В.
Перевірив: Денисов В.П.
Омськ-2008
ЗМІСТ
1. Основні поняття
2. Призначення елементів і принцип роботи підсилювального каскаду за схемою з ОЕ
3. Завдання на роботу
4. Порядок розрахунку транзисторного підсилювача за схемою з ОЕ
Бібліографічний список
1. Основні поняття
Підсилювачі є одним з найпоширеніших електронних пристроїв, застосовуваних у системах автоматики і радіосхемах. Підсилювачі підрозділяються на підсилювачі попередні (Підсилювачі напруги) і підсилювачі потужності. Попередні транзисторні підсилювачі, як і лампові, складаються з одного або декількох каскадів підсилення. При цьому всі каскади підсилювача мають загальні властивості, відмінність між ними може бути тільки кількісне: різні струми, напруги, різні значення резисторів, конденсаторів і т. п.
Для каскадів попереднього підсилювача найбільш поширені резистивні схеми (з реостатно-місткості). Залежно від способу подачі вхідного сигналу і отримання вихідного сигналу підсилювальні схеми одержали наступні назви:
1) із загальною базою ЗБ (рис. 1, а);
2) із загальним колектором ОК (Емітерний повторювач) (рис. 1, б);
3) із загальним емітером - ОЕ (Рис. 1, в).
Рис. 1, а
Рис. 1, б
Рис. 1, в
Найбільш поширеною є схема з ОЕ. Схема з ПРО в попередніх підсилювачах зустрічається рідко. Емітерний повторювач володіє найбільшим з усіх трьох схем вхідним і найменший вихідним опорами, тому його застосовують при роботі з високоомними перетворювачами в якості першого каскаду підсилювача, а також для узгодження з низькоомним навантажувальним резистором. У табл. 1 дається зіставлення різних схем включення транзисторів.
Таблиця 1
Параметри
з загальною базою (ПРО)
з загальним емітером (ОЕ)
із загальним колектором (OK)
Коефіцієнт підсилення по напрузі
30-400
30-1000
Коефіцієнт посилення по струму
10-200
10-200
Коефіцієнт підсилення за потужністю
30-400
3000-30000
10-200
Вхідний опір
50-100 Ом
200-2000 Ом
10-500 кОм
Вихідний опір
0,1-0,5 мОм
30-70 кОм
50-100 ОМ
2. Призначення елементів і принцип роботи підсилювального каскаду за схемою з ОЕ
Існує безліч варіантів виконання схеми підсилювального каскаду на транзисторі ОЕ. Це обумовлено головним чином особливостями завдання режиму спокою каскаду. Особливості підсилювальних каскадів і розглянемо на прикладі схеми рисунок 2, отримала найбільше застосування при реалізації каскаду на дискретних компонентах.
Основними елементами схеми є джерело живлення, керований елемент - транзистор і резистор. Ці елементи утворюють головну ланцюг підсилювального каскаду, в якій за рахунок протікання керованого по ланцюгу бази колекторного струму створюється посилена змінна напруга на виході схеми. Інші елементи каскаду виконують допоміжну роль. Конденсатори, є розділовими. Конденсатор виключає шунтування вхідного ланцюга каскаду ланцюгом джерела вхідного сигналу по постійному струму, що дозволяє, по-перше, виключити протікання постійного струму через джерело вхідного сигналу по ланцюгу в†’ в†’ і, по-друге, забезпечити незалежність від внутрішнього опору цього джерела напруги на базі в режимі спокою. Функція конденсатора зводиться до пропускання в ланцюг навантаження змінної складової напруги і затриманню постійної складової.
Рис.2
Резистори й використовуються для завдання режиму спокою каскаду. Оскільки біполярний транзистор управляється струмом, струм спокою керованого елемента (в даному випадку струм) створюється завданням відповідної величини струму бази спокою. Резистор призначений для створення ланцюга протікання струму. Спільно з резистор забезпечує початкове напруга на базі відносно затиску "+" джерела харчування.
Резистор є елементом негативного зворотного зв'язку, призначеним для стабілізації режиму спокою каскаду при зміні температури. Температурна залежність параметрів режиму спокою обумовлюється залежністю колекторного струму спокою від температури. Основними причинами такої залежності є зміни від температури початкового струму колектора, напруги і коефіцієнта. Температурна нестабільність вказаних параметрів призводить до прямої залежності струму від температури. При відсутність заходів по стабілізації струму, його температурні зміни викликають зміну режиму спокою каскаду, що може призвести, як буде показано далі, до режиму роботи каскаду в нелінійній області характеристик транзистора і спотворення форми кривої вихідного сигналу. Імовірність появи спотворень підвищується зі збільшенням амплітуди вихідного сигналу.
Прояв негативного зворотного зв'язку та її стабілізуючого дії на струм неважко показати безпосередньо на схемі рис. 2. Припустимо, що під впливом температури струм збільшився. Це відбивається на збільшенні струму, підвищенні напруги і відповідно зниженні напруги. Струм бази зменшується, викликаючи зменшення струму, чим створюється перешкода наметившемуся збільшенню струму. Іншими словами, стабілізуючий дія негативного зворотного зв'язку, створюваної резистором, виявляється в тому, що температурні зміни параметрів режиму спокою передаються ланцюгом зворотного зв'язку в протифазі на вхід каскаду, перешкоджаючи тим самим зміні струму, а, отже, і напруги.
Конденсатор шунтує резистор по змінному струму, виключаючи тим самим прояв негативного зворотного зв'язку в каскаді по змінним складовим. Відсутність конденсатора призвело б до зменшення коефіцієнтів підсилення схеми.
Назва схеми В«з загальним емітеромВ» означає, що висновок емітера транзистора по змінному струму є загальним для вхідний і вихідний ланцюга каскаду.
Принцип дії каскаду ОЕ полягає в наступному. За наявності постійних складових струмів і напруг в схемі подача на вхід каскаду змінної напруги приводить до появи змінної складової струму бази транзистора, а, отже, змінної складової струму в вихідний ланцюга каскаду (в колекторному струмі транзистора). За рахунок падіння напруги на резисторі створюється змінна складова напруги на колекторі, яка через конденсатор передається на вихід каскаду - у ланцюг навантаження.
Рис.3
Розглянемо основні положення, на яких базується розрахунок елементів схеми каскаду, призначених для забезпечення необхідних параметрів режиму спокою (розрахунок по постійному струму).
Аналіз каскаду по постійному струму проводять графоаналітичним методом, заснованим на використа...
