Справочник от Автор24
Электроника, электротехника, радиотехника

Конспект лекции
«Эмиттерный повторитель; схема с общим коллектором»

Справочник / Лекторий Справочник / Лекционные и методические материалы по электронике, электротехнике, радиотехнике / Эмиттерный повторитель; схема с общим коллектором

Выбери формат для чтения

pdf

Конспект лекции по дисциплине «Эмиттерный повторитель; схема с общим коллектором», pdf

Файл загружается

Файл загружается

Благодарим за ожидание, осталось немного.

Конспект лекции по дисциплине «Эмиттерный повторитель; схема с общим коллектором». pdf

txt

Конспект лекции по дисциплине «Эмиттерный повторитель; схема с общим коллектором», текстовый формат

1. Эмиттерный повторитель. Схема с общим коллектором. Основные соотношения U бэ  0, 6 В, R  Rэ U вых  U э  U вх  0, 6 В Пусть U вх  U б  U э , U э U б  Rэ Rэ Т.к. iэ  iк  iб  (1   )iб , iэ U б iб   (   1) Rэ (1   ) Rвх  (1   ) Rэ Тогда iэ  Основное свойство эмиттерного повторителя- высокое входное сопротивление, поэтому главное назначение схемы – согласование источников входного сигнала с нагрузкой. Эмиттерный повторитель усиливает ток и, соответственно, мощность входного сигнала. Выходное напряжение меньше входного на U бэ  0, 6 В (для транзисторов на основе кремния). Указанная схема может быть работоспособной, если входной сигнал U б изменяется в диапазоне, ограниченном значениями напряжения источника U бэ  U б  U кк . В этом случае транзистор находится в активной зоне (не насыщен и не в отсечке) и форма сигнала не искажается (рисунок 1). 1 Рисунок 1 Работа эмиттерного повторителя при однополярном входном сигнале и однополярном напряжении питания. На практике часто входной сигнал эмиттерного повторителя неудачно соотносится с напряжением питания. входной сигнал может изменять полярность, а нулевой сигнал соответствует U б  0 . В этом случае схема рисунка1 не приемлема из-за существенного искажения входного сигнала (рисунок 2) Рисунок 2 Эмиттерный повторитель при двухполярном входном сигнале и однополярном напряжении питания 15В. Искажение сигнала можно избежать, если использовать двухполярное напряжение питания, подключить к коллектору источник напряжения +15В, а к эмиттеру источник напряжения -15В (рисунок 3). Рисунок 3 Эмиттерный повторитель при двухполярном входном сигнале и двухполярном напряжении питания ±15В. 2 Другой способ решения задачи связан с созданием некоторого напряжения смещения на базе транзистора и емкостной связи (связи по переменному току) с источником входного сигнала. Указанное решение характерно для усилителей звуковой частоты. Проще всего напряжение смещения задать с помощью делителя (рисунок 4). Рисунок 4 Эмиттерный повторитель с разделительным конденсатором на входе. Обратите внимание, входной сигнал – переменное напряжение, а выходной сигнал – однополярное напряжение. Схема с разделительным конденсатором на входе (рисунок 4) обеспечивает независимость выходного сигнала от величины постоянной составляющей входного напряжения. Говорят, что разделительный конденсатор убирает постоянную составляющую входного сигнала (рисунок 5). Рисунок5 Эмиттерный повторитель с разделительным конденсатором на входе, в входном сигнале присутствует постоянная составляющая напряжения. 3 Если возникает необходимость исключить постоянную составляющую в выходном сигнале, следует установить разделительный конденсатор на выходе эмиттерного повторителя (рисунок 6). Рисунок 6 Эмиттерный повторитель с разделительными конденсаторами по входу и выходу. На схеме рисунка 6 в качестве нагрузки выступает резистор R4. 2. Расчет элементов схемы эмиттерного повторителя. 2.1. Выбор напряжения смещения (напряжения на базе транзистора) Очевидно, что для схемы эмиттерного повторителя с разделительным конденсатором на входе (рисунки 5,6) , напряжение смещения (напряжение на базе U б 0 при нулевом входном сигнале) должно равняться половине 1 2 напряжения питания U б 0  U кк . В этом случае наиболее полно используется диапазон изменения выходного напряжения U бэ  U Э  U кк . 2.2. Выбор нулевого тока коллектора Нулевой ток коллектора соответствует нулевому сигналу на входе: i0  U э U б  U бэ U б   Rэ Rэ Rэ 2.3. Выбор резисторов делителя 2.3.1. Номиналы резисторов делителя должны быть такими, чтобы при нулевом входном сигнале (разрыв между С1 и делителем R2R3 рисунок 6) напряжение на базе транзистора U б 0 было расчетным. В 1 2 случае эмиттерного повторителя U б 0  U кк , поэтому в первом приближении (считаем, что U бэ  0, 6 В  0 ) R2=R3. 4 2.3.2. Номиналы резисторов делителя должны быть такими, чтобы выполнялось неравенство: RвыхД  R 2 || R3  R 2 R3  0.1RвхЭП  0.1 Rэ , R 2  R3 (1) где: RвыхД -выходное (эквивалентное) сопротивление делителя , RвхЭП - входное сопротивление эмиттерного повторителя, β- коэффициент усиления по току транзистора (при расчетах следует брать минимальное значение из паспортных данных на транзистор), Rэ номинальное значение сопротивления резистора, подключенного к эмиттеру. Пояснение к неравенству (1). Почему RвыхД RвхЭП  0.1RвхЭП . Из ТОЭ известно , что электрическую схему любой сложности можно заменить на эквивалентную (Теорема об эквивалентном преобразовании источников рисунок 7) Рисунок 7 . Эквивалентное преобразование источников U экв - напряжение на выводах схемы в ненагруженном (нагрузка не подключена) состоянии. Rэкв  U экв , iкз где iкз -ток короткого замыкания (выводы эквивалентной схемы закорочены (сопротивление нагрузки равно нулю Rн  0 ). Рассмотрим подключения нагрузки к эквивалентному источнику напряжения Рисунок 8 5 Рисунок 8 Подключение нагрузки к эквивалентному источнику Напряжение на нагрузке определяется выражением: Uн  U экв Rн . Rэкв  Rн Если Rэкв Rн ,то U н  U экв и не зависит от величины нагрузки. В нашем случае, схема эмиттерного повторителя со смещением, реализованным с помощью делителя, Rэкв - это эквивалентное сопротивление делителя, а Rн - входное сопротивление эмиттерного повторителя Rн  RвхЭП   Rэ . Почему RвыхД  R2 || R3 . Определим эквивалентную схему делителя напряжения (рисунок 9) Рисунок 9 эквивалентная схема делителя напряжения. По определению U экв  U н |Rн   U вх R2 , R2  R1 U вх , R1 U RR  экв  2 1  R1 || R2 . iкз R2  R1 iкз  i |Rн 0  Тогда Rэкв 2.4. Выбор величины разделительных конденсаторов 2.4.1. Выбор номинала входного разделительного конденсатора Входной конденсатор (на рисунке 6 С1) входит в состав входного фильтра высокой частоты. Если частоту среза фильтра обозначит f0, то номинал конденсатора можно определить по формуле: С1  1 , 2 f 0 Rвх где Rвх равно сопротивлению параллельного соединения сопротивлений входного делителя и входного сопротивления эмиттерного повторителя (рисунок 10) 6 Рисунок 10 Так как R2 || R3  0.1RвхЭП  0.1 Rэ , по при расчете С1 можно влиянием сопротивления RвхЭП   Rэ можно пренебречь и считать равным сопротивлению входного делителя Rвх  R 2 || R3 . 2.4.2. Выбор номинала выходного разделительного конденсатора Выходной конденсатор (на рисунке 6 С2) входит в состав выходного фильтра высокой частоты. Если частоту среза фильтра обозначить f0, то номинал конденсатора можно определить по формуле: С2  1 , 2 f0 Rн где Rн -сопротивление нагрузки. 3. Контрольные вопросы 3.1. Что усиливает эмиттерный повторитель 3.2. Какие основные свойства эмиттерного повторителя 3.3. Чему равно входное сопротивление эмиттерного повторителя 3.4. Как соотносятся фазы входного и выходного сигналов эмиттерного повторителя 3.5. В каком диапазоне может изменяться напряжение на выходе эмиттерного повторителя 3.6. Зачем нужно смещение в схеме эмиттерного повторителя 3.7. В каких случаях необходимо организовывать смещение в эмиттерном повторителе 3.8. Что такое нулевой ток эмиттерного повторителя 3.9. Какими элементами эмиттерного повторителя задаётся величина нулевого тока 3.10. Для каких целей используют разделительные конденсаторы на входе и выходе эмиттерного повторителя. Практическое контрольное задание 7 Определить номинальные значения элементов схемы рисунок 11 Рисунок 11 Базовая схема эмиттерного повторителя Необходимо определить : номинальное напряжение источника постоянного напряжения V1; номинальные значения сопротивлений R1,R2,R3; номинальные значения ёмкостей конденсаторов С1и С2. Исходные данные для расчетов приведены в таблице Вар№ Диапазон изменения входного сигнала V2 1 от -5В до +5В 2 от -7В до +7В 3 от -10В до +10В 4 от -5В до +5В 5 от -7В до +7В 6 от -10В до +10В 7 от -5В до +5В 8 от -7В до +7В 9 от -7В до +7В 10 от -5В до +5В 11 от -7В до +7В 12 от -10В до +10В Частота изменения входного сигнала V2 200 Гц 400 Гц 800 Гц 200 Гц 400 Гц 800 Гц 200 Гц 400 Гц 800 Гц 200 Гц 400 Гц 800 Гц Коэфф. Усиления транзистора по току β 100 100 100 150 150 150 200 200 200 50 50 50 Rн Величина нулевого тока i0 20к 15к 20к 15к 15к 20к 15к 15к 15к 15к 15к 20к 1 2 3 4 1 4 3 4 1 2 3 4 8 9

Рекомендованные лекции

Смотреть все
Электроника, электротехника, радиотехника

Усиление сигналов

Лекция 2 Усиление сигналов. Электронные усилители, общие характеристики и классификация. Определение электронных усилителей. Статистические и динамиче...

Электроника, электротехника, радиотехника

Схемотехника телекоммуникационных устройств. Основные характеристики усилителя

Схемотехника телекоммуникационных устройств (ч.1) Введение (Характеристики полупроводниковых приборов (вспомним их курса «Электроника» (см. приложение...

Электроника, электротехника, радиотехника

Схемотехника аналоговых электронных устройств

1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХ...

Электроника, электротехника, радиотехника

Электроника

ЭЛЕКТРОНИКА История развития электроники началась с изобретения телеграфии без проводов. Теоретические основы этого были заложены великим английским ф...

Электроника, электротехника, радиотехника

Электроника и микроэлектроника (схемотехника)

1 Электроника и микроэлектроника (схемотехника) Содержание стр. Полупроводниковые приборы ...............................................................

Электроника, электротехника, радиотехника

Кинотеатральные усилители

Лекция 3 Раздел 2 Кинотеатральные усилители Кинотеатральные усилители относятся к первому классу сложности и обладают рядом особенностей: 1. Возможнос...

Электроника, электротехника, радиотехника

Физические основы электроники; диоды, транзисторы, тиристоры, микросхемы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИ...

Электроника, электротехника, радиотехника

Полупроводниковые приборы

2.2.1 Тема 1 «Полупроводниковые приборы» Электропроводность Электронно-дырочным переходом называют тонкий слой между двумя частями полупроводникового ...

Электроника, электротехника, радиотехника

Электротехника

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Старооскольский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Российский государ...

Автор лекции

Панов В. П.

Авторы

Смотреть все