![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Схемы включения транзисторов
Применяют три основных схемы включения транзисторов. В этих схемах один из электродов транзистора является общей точкой входа и выхода каскада. Соответственно эти схемы называют схемами с общей базой, общим эмиттером, и общим коллектором. Схема с общим эмиттером (ОЭ).
Рис.1. Схема включения БТ с общим эмиттером.
Коэффициент усиления по току каскада представляет собой отношение амплитуд выходного и входного переменного тока: ki=Im.вых/Im.вх =Im.к/Im.б Составляет обычно десятки. Усилительные свойства транзистора при включении его по схеме с ОЭ характеризует статический коэффициент усиления по току (коэффициент передачи тока) для схемы с ОЭ – b. Его определяют в режиме без нагрузки (Rн = 0). Кроме усиления по току схема обеспечивает и усиление по напряжению, т.к. входное напряжение Uбэ не превышает десятых долей вольта, а выходное напряжение при достаточном сопротивлении нагрузки и напряжении источника Е2 составляет десятки вольт. Каскад по схеме ОЭ при усилении переворачивает фазу напряжения, т.е. между выходным и входным напряжением есть фазовый сдвиг 180°. Схема с общей базой (ОБ).
Схема имеет значительные недостатки, но иногда применяется вследствие хороших частотных и тепловых свойств. Коэффициент усиления по току всегда меньше 1: ki=Im.к/Im.э< =1 Коэффициент усиления по напряжению такой же, как и в схеме с ОЭ: ku=Uкб /Uэб Для схемы с ОБ фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением отсутствует. Схема с общим коллектором.
Уравнение входного напряжения для данной схемы: Uвх=Uбэ+Uвых т.к. Uбэ< < Uвых, то коэффициент усиления по напряжению этой схемы: ku=Uвых/Uвх=Uвых/(Uбэ+Uвых)< =1 Коэффициент усиления по току почти такой же, как и в схеме с ОЭ: ki=Iэ/Iб=Iк/Iб+1 Фазового сдвига между выходным и входным напряжением нет. У полевых транзисторов схемы включения такие же как у биполярных транзисторов – с общим истоком (ОИ) (аналогично ОЭ), общим стоком (ОС) (аналогично ОК), общим затвором (ОБ).
Рис.1. Амплитудная и частотная характеристики УПТ. Параметры реальных ОУ стремятся приблизить к параметрам идеального ОУ. Идеальный ОУ- это усилитель постоянного тока, имеющий дифференциальный вход с усилением по напряжению дифференциального сигнала kU®¥ и полным входным сопротивлением zВХ бесконечно большим на всех частотах; бесконечный коэффициент ослабления синфазных сигналов (КОСС); нулевой дрейф, шум и сдвиг нуля; нулевые входные токи смещения и сдвига; нулевое выходное сопротивление; выходной сигнал напряжения, могущий одинаково изменяться в сторону как положительного напряжения, так и отрицательного напряжения относительно потенциала точки покоя выхода. На практике реальные ОУ имеют параметры, отличные от идеальных. Параметры и характеристики ОУ можно условно подразделить на входные, выходные и характеристики передачи. К входным параметрам относят: напряжение смещения нуля; входные токи; разность входных токов; входные сопротивления; коэффициент ослабления синфазных входных напряжений; диапазон синфазных входных напряжений; температурный дрейф напряжения смещения нуля; температурные дрейфы входных токов и их разности; напряжение шумов, приведенное к входу; коэффициент влияния нестабильности источника питания на напряжения смещения. К группе выходных параметров относятся выходное сопротивление, напряжение и ток выхода. К группе характеристик передачи относят: коэффициент усиления по напряжению; частоту единичного усиления; скорость нарастания выходного напряжения; время установления выходного напряжения; время восстановления; амплитудно-частотную характеристику Условное обозначение и схемотехника ОУ.
ОУ имеет один выходной вывод и два входных. Знак Вход, напряжение на котором сдвинуто по фазе на 180° относительно выходного напряжения, называется инвертирующим и обозначается знаком инверсии 0, а вход, напряжение на котором совпадает по фазе с выходным напряжением – неинвертирующим. Вывод, общий для выхода и входов – это общая шина. Инвертирующий усилитель на ОУ. Среди усилителей, выполняемых на основе ОУ, наиболее часто используются инвертирующий и неинвертирующий варианты.Рассмотрим инвертирующий усилитель.
В этой схеме ОУ охвачен параллельной ООС по напряжению (цепью резистора RОС). Если положить, что здесь используется идеальный ОУ, то разность напряжений на его входе должна стремиться к нулю. Поскольку неинвертирующий вход соединен с общей шиной, то потенциал на инвертирующем входе (точка А) тоже должен быть равен “нулю”. Точку А принято называть “точкой виртуального нуля”. Uвых = - Неинвертирующий усилитель. Рис.4. Принципиальная схема неинвертирующего усилителя на ОУ. Входной сигнал поступает на неинвертирующий вход ОУ, а на инвертирующий вход подается сигнал обратной связи. В неинвертирующем усилителе ОУ охвачен последовательной ООС по напряжению. Uвых =( Сумматоры на ОУ
Рис.5. Принципиальная схема инвертирующего сумматора на ОУ с тремя входными сигналами. При использовании идеального ОУ можно считать, что сумма входных токов усилителя, вызванных напряжениями UВХ1, UВХ2, UВХ3 равна току, протекающему по RОС, т.е. UВХ1/R1+UВХ2/R2+UВХ3/R3=-UВЫХ/RОС, откуда UВЫХ=-(UВХ1RОС/R1+UВХ2RОС/R2+UВХ3RОС/R3). Отсюда следует, что выходное напряжение устройства представляет собой сумму входных напряжений, умноженную на КU.ИНВ. При RОС=R1=R2=R3 UВЫХ=-(UВХ1+UВХ2+UВХ3). Неинвертирующий сумматор может быть реализован при использовании неинвертирующего усилителя. Аналоговый интегратор.
Такое устройство реализуется заменой RОС на С. При использовании идеального ОУ можно приравнять токи в резисторе R1 и конденсаторе С: UВХ/R1= –CdUВЫХ/dt, откудаUВЫХ= –(1/R1C)ò UВХdt Точность выполнения функции тем выше, чем больше KU.ОУ.
|