3. Анализ схем усилительных каскадов

3.1 Анализ роботы усилительного каскада на биполярном транзисторе

На рис. 4а изображена схема усилительного каскада на биполярном транзисторе с общим эмиттером.

Резисторы R_б′ и R_б′′ включенные под напряжение питания +Е_к образует делитель для этого напряжения. Часть напряжения +Е_к падающая на резисторе R_б′′ будет приложена к переходу база-эмиттер транзистора VT. Этому напряжению, обозначенному на схеме на на входной характеристике транзистора на рис. 4б соответствует точка P′. При под действием напряжения через переход базы-эмиттер протекает ток базы . Конденсатор называемый разделительный не дает возможности постоянному току протекать через источник входного сигнала. Транзистор открыт - его электрическое состояние определяет точка P - пересечение нагрузочной прямой с ветвью выходной характеристики снятой при токе базы (рис. 4в). Данную точку называют рабочей точкой, а ее начальное положение на нагрузочной прямой (при отсутствии входного переменного сигнала) – точкой покоя Р (рис. 4в). Точка покоя определяет постоянный коллекторный ток покоя , который создавая напряжение определяет исходное напряжение между эмиттером и коллектором транзистора

Так как через разделительный конденсатор С_р2 ток под действием напряжения не протекает то выходное напряжение схемы равен 0. . Данный режим роботы схемы называется режимом роботы по постоянному току.

При в цепи базы согласно рис. 4б появится переменная составляющая базового тока проходящая через конденсатор С_р1 по цепи: участок ЭБ – С_р2 – источник с амплитудой сигнала в положительный и в отрицательный полупериоды выходного сигнала. Изменение базового тока приведет к изменению коллекторного тока и его амплитуда определится точками пересечения нагрузочной прямой с выходными характеристиками соответствующими базовыми токами , . Изменение тока коллектора от до приводят к изменениям (пульсациям) падения напряжения и следовательно к изменениям (пульсациям) напряжения с амплитудой через разделительный конденсатор С_р2. Эти изменения напряжения (пульсации) поступают на выход . Данный режим роботы схемы называют режимом роботы по переменному току. Из характеристик приведённых на рис. 4б и рис. 4в видно что при и следовательно коэффициент усиления схемы по напряжению равен:

В данной схеме положительному полупериоду входного напряжения соответствует отрицательный полупериод входного напряжения , то есть между входным и выходным напряжением существует сдвиг фаз на . Для получения наименьших нелинейных искажений усиливаемого сигнала рабочую точку Р₁ на входной статической характеристике транзистора (рис 4б) следует располагать на середине его линейного участка.

3.2 Анализ роботы усилительного каскада на полевом транзисторе

Н а рис. 5 изображена схема однокаскадного усилителя на полевом n-канальном транзисторе включенный по схеме с общим истоком.

рис. 5

В режиме покоя робота транзистора обеспечивается постоянным током и соответствующим ему напряжением , который этот ток создает на транзисторе . через резистор перекладывается к затвору, обеспечивая роботу усилительного каскада в режиме покоя (при ). Чтобы на резисторе не выделялась переменная составляющая напряжения, эго шунтируют конденсатором С_u, обеспечивая тем самым неизменность коэффициента усиления каскада. Сопротивление на наименьшей частоте входного сигнала должна быть на много больше , которые определяются как , где и – напряжение затвора и ток стока в отсутствии входного сигнала. Емкость конденсатора выбирается из условия: