Кафедра ИУ-3: Информационные системы и телекоммуникации

Факультет: Информатика и системы управления

 

Схемотехника электронных устройств

 

Конспект лекций студента 3 курса группы ИУ3-6__

_____________________/ФИО/

 

Москва, 2013

 

Лекция 1-1-13	Студент:	Группа ИУ3-

Для записей

	При параллельном и последовательном соединениях диодов нагрузка между ними распределяется неодинаково и в основном приходится на диоды с лучшими параметрами
Усилители класса А на транзисторе с общим эмиттером UБ ≈ VCC•R2∏βRэ (R1 + R2∏β•Rэ) + ~VIN, UЭ ≈ UБ – 0,6 В. IЭ = UЭ/ Rэ ≈ IC VOUT ≈ VCC – IC•RC содержит постоянную и переменную составляющие. Для усилителей с максимальной линейной зоной выходного сигнала: VOUT ≈(VOUT.MAX + VOUT.MIN)/2 – ~VIN•KU ≈VCC[1 – RC/(2Rэ + 2RC)] –~VIN •RC/Rэ. Без учета влияния конденсатора СЕ: ~КU≈-RC/Rэ; RВЫХ=RC, Rвх≈RБ1∏RБ2∏(βRэ).

 

Лекция № 1-2-13	Студент:	Группа ИУ3-

 

Шины питания ± VCC для сигнала ~VIN эквипотенциальны, т.е. “закорочены”! Так как ток коллектора ≈ в β раз больше тока базы, резисторы в цепи базы транзистора пересчитываются в цепь его эмиттера с уменьшением в β раз, а из цепи эмиттера в цепь базы с таким же увеличением Так как коэффициент усиления по формуле ~КU≈-RC/Rэ при уменьшении Rэ неограниченно возрастает, более точной формулой является КU≈-RC/(Rэ+rэ), где rэ≈ dU ПР/ dI ПР – дифференциальное сопротивление p-n-перехода эмиттер-база в рабочей точке.

Так как самым простым элементом в интегральной технологии является транзистор, диод в ней представляет собой транзистор с закороченным переходом база-коллектор.

 

Лекция № 1-3-13	Студент:	Группа ИУ3-

 

 

Лекция № 1-4-13	Студент:	Группа ИУ3-

 

 

Лекция № 1-5-13	Студент:	Группа ИУ3-
	Класс А UБ≈ЕRБ2/(RБ1 + RБ2∏βRэ) ≈ Е/2 + 0,6 В К1= -Rк/Rэ, К2≈1 Rвх≈RБ1∏RБ2∏βRэ RВЫХ1=Rк RВЫХ2=Rэ∏(rэ+RБ1∏RБ2/β)
Класс В Выбор рабочей точки для усилительного каскада на биполярном транзисторе	Переходные искажения, возникающие при работе 2-полярного (двухтактного) каскада класса В

 

Лекция № 2-1-13	Студент:	Группа ИУ3-

 

Лекция № 2-2-13	Студент:	Группа ИУ3-
	Двухкаскадный усилитель на n-p-n транзисторах с параллельной ООС по напряжению ← Пример: Т1 и Т2 – β=50, r Э=20 Ом. Без учета ООС: К=КТ1≈ R 1/(R 2+ r Э) ≈ 100, RВХ= β(R 2+ r Э)=50×120=6к, R ВЫХ≈ r Э+ R 1/β=20+12000/50=260 Ом. С учетом обратной связи: γ≈β(R 2+ r Э)/[β(R 2+ r Э)+ R 3] ≈ 0,1 KOC=K/(1+ γK) ≈ 10, RВХОС≈RВХ/γК=600 Ом, R ВЫХОС≈ RВЫХ/γК =26 Ом
	Двухкаскадный усилитель на n-p-n и p-n-p транзисторах с последовательной ООС по напряжению ← Пример: Т1 и Т2 – β=100, r Э=30 Ом. Без учета ООС: К=КТ1×КТ2≈ [(R 3∏β r Э)/ R 4)] ×[(R 4+ R 5)/ r Э] ≈ ≈ 160; RВХ= R 1∏ R 2∏β R 4 ≈ 8к; R ВЫХ= R 5+ R 4≈9к. С учетом обратной связи: γ= R 4/(R 4+ R 5)≈ 0,1; KOC=K/(1+ γK) ≈ 10, RВХОС≈RВХ/γ=80 кОм, R ВЫХОС≈ γRВЫХ =900 Ом
R ВХ ≈ β1β2 R Э	Эмиттерный повторитель класса А на биполярных транзисторах со следящей обратной связью Достоинства: высокое входное сопротивление и расширение АЧХ благодаря подавлению отрицательной обратной связи (ООС), возникающей на высоких частотах из-за паразитной емкости С КБ транзистора Т1.

 

Лекция № 2-3-13	Студент:	Группа ИУ3-
	Усилитель мощности класса А Источник тока должен обеспечивать ток, достаточный для создания тока базы Т1 (βТ1≈75) при максимальной амплитуде выходного сигнала. (15 В-UКЭнасТ1)≈13 В: I КмахТ1 =(2Е1 +Е2)/8= = 7,5 А, IБмахТ1= I КмахТ1/βТ1≈0,1 A. РВЫХмах≈(13/√2)2/8≈10 Вт. РХХ=(Е1+Е2)Е2/ R Э=45×30/8≈170 Вт. КПД η < 10/170≈0,06, т.е. 6%.
	Усилители мощности класса АВ Напряжение смещения формируется с помощью двух диодов в цепи баз транзисторов Q 1 и Q 2. Резисторы Rq выбираются так, чтобы при максимальном размахе выходного напряжения в базы транзисторов поступал достаточный ток. Резисторы RE и шунтирующие их диоды создают ООС по току, ограничивающую мощность, рассеиваемую транзисторами Q 1, Q 2, но обеспечивающую пропускание больших импульсных токов.
	Здесь вместо диодов смещения применен транзистор Q 3, напряжение на котором 2V0 = 0,7(1+R1/R2) ≈ 2,8 В. Транзистор Q 3, (устанавливается на радиаторе вместе с Q 1 и Q 2), выполняет также роль термодатчика, проводимость которого уменьшает токи баз Q1 и Q2 с увеличением температуры. Резисторы R q должны обеспечивать ток базы для отпирания Q 1 и Q 2 при максимальной амплитуде выходного сигнала, т.е. быть достаточно малыми и мощными, так как они находятся под напряжением источников питания +Vcc и -Vcc.

 

Лекция № 2-4-13	Студент:	Группа ИУ3-
	Поэтому часто применяются схемы усилителей мощности класса АВ, у которых вместо резисторов Rq используются источники тока. В несимметричной схеме с одним резистором Rq его иногда делят на части Rq1 и Rq2 с введением конденсатора положительной обратной связи, способствующей лучшему отпиранию верхнего транзистора при больших амплитудах сигнала. ©Продолжение 15 февраля
Усилитель мощности класса АВ с местной последовательной ООС по току и общей ООС по напряжению. Без учета ООС: КТ1≈(R 2∏β3 r Э3)/2 r Э1 ≈ 3,5; КТ3 ≈ R 6/ r Э3 = 600, КОБЩ ≈ 2100; R ВЫХ ≈ R 7+ R 6/β4 ≈ 35 Ом; R ВХ ≈ R 1∏[β1(r Э1+ r Э2+ R 4/β2)] ≈ 15 кОм; I ACмакс=(15-ΔUКЭ.нас)/(R 7+RAC)=1 А; IЕдейств.= 0,5 А, РAC.макс ≈ 4 Вт; η=4/15≈0,27. С учетом ООС [γ≈ R 4/(R 4+ R 5) ≈ 0,03]: КОБЩ ≈ 1/γ ≈ 33, R вх ≈ R 1, R ВЫХ≈35/64 ≈ 0,55 Ом (Кγ≈63). Цепочка τ = R 4 С 2 ≈ 160 мс обеспечивает спад АЧХ на инфранизких частотах (менее 1/2πτ≈1 Гц).

 

Лекция № 2-5-13	Студент:	Группа ИУ3-
Недостатком предыдущей схемы является ее асимметрия для положительных и отрицательных полупериодов сигнала, поступающих на управление комплементарным эмиттерным повторителем (КЭП) Т4-Т5. Симметричность в данной схеме обеспечена введением двух источников тока (токового зеркала на транзисторах Т3, Т7 и другого на Т4). В режиме покоя их токи должны быть равны и обеспечивать смещение КЭП (Т1-Т2) в режим АВ. Переменной составляющей сигнала управления КЭП здесь является разностный ток этих источников тока.
	В этой схеме источник тока на транзисторе Т4 предыдущей схемы реализован как токовое зеркало, задающее ток через резистор R 6 вдвое больший тока, протекающего через диодную сборку D 1 и базу Т2.

 

Лекция № 3-1-13	Студент:	Группа ИУ3-

 

Лекция № 3-2-13	Студент:	Группа ИУ3-
	I c = I сн(1– U зи/ U отс)2

 

Лекция № 3-3-13	Студент:	Группа ИУ3-

 

Лекция № 3-4-13	Студент:	Группа ИУ3-
	Трехкаскадный усилитель напряжения с параллельной ООС по напряжению на полевых транзисторах с изолированными затворами: К = S 1 R 1 S 2 R 2 S 3 R 3, R ВХ = R 4+ R 5+ R 3∏ R СИ, R ВЫХ = R 3∏ R СИ. С учетом ООС γ= R 4/(R 4+ R 5):
КОС≈ R 5/ R 4, R ВыХ≈(R 3∏ R СИ∏ R 5)/(1+γК), R ВХ = (R 4+ R 5+ R 3∏ R СИ)/(1+γК)
	Трехкаскадный усилитель на полевых транзисторах с последовательной ООС по напряжению: К = КТ1КТ2КТ3; КТ1 = R 3 S 1/(1+ R 2 S 1) ≈ R 3 S Т1; КТ2 =R 4 S T2;КТ3≈ R 5 S 3; R ВХ= R 1; R ВЫХ≈ R 5∏ R CИ. С учетом местной ООС γ≈ R 2 S 3: КТ1-Т2≈1/γ, КТ1-Т3≈ R 5 S 3/ R 2 S 3= R 5/ R 2

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: