Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

[pic]

Рис. 2.
1. ООС по напряжению – когда цепь обратной связи подключена параллельно нагрузке, тогда Uсв прямо пропорционально Uвых (рис. 2.a)
2. ООС по току. Имеет место, когда цепь ООС подключается последовательно с нагрузкой, тогда Uсв прямо пропорционально Iвых (рис. 2.b).
3. Смешанная по выходу ОС. Имеет место, когда Uсв пропорционально Iвых и пропорционально Uвых (рис. 2.с).
Эти три вида ОС определяются по способу «как мы снимаем».

[pic]

Рис. 3.
1. Последовательная ООС, когда цепь ОС подключена последовательно с источником сигнала (рис. 3.a).
2. Параллельная ООС, когда цепь ОС подключена параллельно источнику сигнала
(рис. 3.b).
3. Смешанная по входу ООС, когда ОС пропорциональна току и напряжению источника сигнала (рис 3.с).

41. Операционные усилители.

ОУ – это схема, разработанная и впервые применяемая для выполнения разных алгебраических операций. ОУ имеют широкое применение для усиления сигнала, в схемах коррекции АЧХ, в фильтрах, генераторах.
ОУ – это усилитель с непосредственными связями, большим коэффициентом усиления, большим входным сопротивлением, дифференциальным входом, несимметричным выходом с малым выходным сопротивлением.

[pic]

Рис. 1.
ОУ имеет 2 входа и 1 выход, питается от двухполярного источника питания.
Вх.1 назыв. неинвертирующим, т.к. входной и выходной сигнал совпадает по фазе.
Вх.2 – инвертирующий, т.к. выходной сигнал противоположный по фазе входному.
Параметры:
1. коэфф усиления очень большой
К = 10з - 106.
2. вых сопротивление очень маленькое Rвых ? 10 Ом.
3. входное сопротивление очень большое Rвх ? 100 кОм – 10 МОм.
4. широкая полоса пропускания fн = 10 Гц, fв = 10 МГц.
5. Маленькие искажения, фоны, помехи и дрейф нуля.

[pic]

Рис. 2. Структурная схема ОУ.
1 каскад – дифференциальный каскад. 2 входа, 2 выхода. Обеспечивает большое
Rвх ОУ, усиление сигнала, малый дрейф 0 и искажения.
2 каскад – дифференциальный. Выполняет те же функции, но имеет 2 входа и 1 выход, а значит обеспечивает переход к обыкновенному каскаду с одним входом.
3 каскад – схема сдвига уровня – эмиттерный повторитель, обеспечивающий компенсацию питающего U предыдущего каскада и усиление сигнала по току.
4 каскад – эмиттерный повторитель, обеспечивающий кроме усиления сигнала, маленькое Rвых, маленькие искажения, фоны, помехи, хорошую АЧХ.
16. Импульсный режим работы биполярного транзистора.

Работа тр-ра в качестве усилит. малых имп-ных сигн. в принципе ничем не отлич. от работы тр-ра как усилит. малых синусоид-ных сигналов. Импу-с можно представить в виде ? ряда гармонич-ких составл-щих и, зная частотные св-ва тр-ра, определить искажения формы имп-са, кот. могут происх. при усилении. Особый реж. работы имеет место, когда рабочая точка перемещ-ся в значительной области вых. хар-тик от одного края области к другому. Тр-р может при этом работать в трех основных режимах:
1. Режим насыщения (точка А). В этом режиме тр-р полностью открыт и протекающий I равен макс. значению: Iк = Eк / Rн.
2. Режим отсечки (точка В). В этом режиме тр-р заперт и ток его близок к нулю.
3. Активный режим – режим работы, при кот. тр-р обладает активными св-вами, т.е. способен обеспечивать усил. по мощности. В этом реж. рабоч. точка лежит между точк. А и В.
Скорость перехода тр-ра из откр. сост. в закр. и обратно зависит от переходных процессов в базе, связанных с накоплением и рассасыванием неравновесных носителей зарядов. На вх. тр-ра подаётся управляющий сигнал в виде скачков напряжения, замыкающих и размык. тр-ный ключ.
Рассм. процессы, происх-щие в тр-ре, вкл. по схеме с ОБ при подаче ч/з эмит. имп-са длительностью tимп, в прямом направл. с последующ. изменением полярности (рис. 2.а).

[pic]
В исх. сост. тр-рный ключ заперт, т.е. эмит. и колл. переходы заперты, и тр- р работает в реж. отсечки. После подачи ч/з эмитт. имп-са в прямом направл., Iк появл-ся не сразу из-за конечного времени пролета инжектированных носителей до колл. перехода и наличия барьерных емкостей
(рис. 1). Время, на кот. появление Iк отстает от Iэ, наз. временем задержки tзд. Процесс установления Iк характ-ся временем нарастания tнр. Это время затрачивается на диффузионное перемещ-е ч/з базу инжектированных в неё носителей. tзд относительно мало и при приближенных расчетах им пренебрегают.
При Iэ>0 с увеличением Iэ быстро возрастает и Iк – это акт. реж. работы тр- ра. Наконец, когда рабоч. точка на нагрузочной хар-ке достигает точки перегиба статических вых. хар-тик, дальнейшее увеличение Iэ не вызывает роста Iк, тр-ный ключ полностью открылся и тр-р работает в режиме насыщения.

[pic] рис.2.
Ч/з интервал времени, равный tимп меняется полярность U, подаваемого на эмиттер. При этом тр-р в течение некоторого времени tрас (время рассасывания) продолжает находиться в режиме насыщения.
Рассасыв. заряда происходит вследствие ухода дырок из базы ч/з колл. и эмитт. переходы. До тех пор пока в процессе рассасывания концентрации неосновных носителей около р-n-переходов не достигнут нуля, обратные токи через соответствующие р-n-переходы будут оставаться постоянными, т.е. токи
Iэ и Iк будут неизменными, пока тр-р наход-ся в реж. насыщ. В момент времени tрас избыточная концентрация неосновных носителей в базе около колл. р-n-перехода достигает нуля. С этого момента Iк и Iэ будут уменьшаться. Время рассас. tрас определяется как интервал времени с момента выкл. вх. имп-са и связанного с этим изменением направл. Iб до момента, когда концентрация дырок у колл. перехода уменьшится до нуля. Величина его зависит от конструкции эмиттера, величины его I и длит-сти имп-са tимп. Для уменьшения tрас на вх. цепи в момент окончания действия имп-са создают I обратного направления Iэ2, что ускоряет рассас. дырок в базе. По истечении времени tрас, рабочая точка тр-ра переходит на границу активной области и нач-ся спад вых-го I. Длительность спада tсп опред-ся как время, в течение которого ток уменьшается от 0,9 до 0,1 тока насыщения.

18. h-параметры биполярного транзистора.

В настоящ. время, гл. образом при расч. на НЧ применяются h-параметры.
Однако значения этих парам. в справочниках приводятся для типового режима.
Для опред. h-пар. в нетиповом реж. пользуются хар-ками. Мы рассм., как опр- ются h-парам. по хар-кам.
Определим для примера h-парам. тр-ра, включенного по схеме с ОЭ. При этом способе включения

Iвх = Iб , Uвх = Uбэ , Iвых = Iк , Uвых = Uкэ .
Вх. и вых. хар-ки для схемы с ОЭ приведены на рис. 1. Для опред. парам. должна быть определена (задана) рабочая точка (точка покоя). Точку покоя в тр-рах обычно задают постоянным вых. напряж. Uкэ0 и постоян. вх. током Iб0.
На семействе харак-тик отмечают эту точку (точка О на вх. харак-ке и точка
О' на вых. характеристике).

РИСУНОК ОТДЕЛЬНО рис.1. Определение h-параметров тр-ра.
Пар-ры h11 и h12 определяются по вх., a h21 и h22 по вых. характеристикам.
Параметр

[pic] и представляет абсолютное значение приращения ?Uбэ при изменении вх. тока
?Iб при постоянном вых. напряж. Uкэ0. Другими словами, это вх. сопрот. тр- ра при постоян. вых. U. Параметр h11 измеряется в омах и в схеме с ОЭ составляет сотни Ом и единицы кОм.
На семействе вх. харак-тик вблизи точки О строим характеристический треугольник abc так, чтобы точка О лежала примерно на середине гипотенузы.
Проектируя точки а, b, с на оси координат, определяем ?Iб и ?U'бэ. Тогда h11=?U'бэ / ?Iб.
Значение h11 в рабочей точке можно определить точнее, если провести ч/з нее касательную к кривой и определить как котангенс угла наклона касательной с осью абсцисс (угол ? на рисунке). Параметр

[pic] представляет абсолютное значение приращения ?Uбэ при изменении вых. напряж.
?Uкэ при постоянном вх. токе Iб0. Другими словами, h12 –коэфф. обратной связи по напряж. и показывает, какая часть вых. напряж. попадает на вход; h12 – безразмерная величина и в схеме с ОЭ составляет 10-3 – 10-4. Для определения h12 параллельно оси абсцисс ч/з точку покоя проводим прямую до пересечения с соседней характеристикой. Приращение коллекторного напряж. может быть определено как разность и Uкэ0 при Iб=Iб0 - const, а приращение напряж. на базе соответствует разности абсцисс точек пересечения. Тогда

[pic]
Параметр

[pic] представляет абсолютное влияние изменения вых. тока ?Iк при изменении вх. тока ?Iб при постоянном Uкэ=Uкэ0. Другими словами, h21 – коэфф. усиления по току при постоянном вых. напряж., т.е. показывает, во сколько раз изменение
Iк больше изменения Iб; h21 – безразмерная величина и в схеме с ОЭ составляет десятки и сотни. Для определения h21 через рабочую точку О' проводят прямую, параллельную оси ординат до пересечения с соседними харак- ками. Точки пересечения с соседними харак-ками АВ проектируют на ось ординат и определяют ?I'к, приращение тока базы ?Iб определяется как разность значений тока базы в точках АВ. Тогда h21=?I'к / ?Iб.
Параметр

[pic] показывает абсолютное влияние изменения вых. тока ?Iк при изменении вых. напряжения при постоянном вх. токе. Другими словами, h22 – вых. проводимость тр-ра при постоянном входном токе.
В большинстве случаев в расчетах применяется вых. сопротивление Rвых=1/h22.
В схемах с ОЭ Rвых составляет единицы и десятки кОм.
Для определения h22 вблизи точки О' изменяют Uкэ в обе стороны от точки покоя на величину ?Uкэ и определяют соответствующее изменение ?I''к при постоянном токе базы Iб=Iб0; тогда h22=?I''к/?Uкэ, 1/h22=?Uкэ/?I'к.
Следует обратить внимание, что ?I'к и ?I''к в общем случае не равны между собой: ?I'к вызвано изменением ?Iб при постоянном Uкэ, а ?I''к вызвано изменением ?Uкэ при постоянном токе базы Iб.

19. Работа биполярного транзистора на высоких частотах.

Св-ва тр-ра на ВЧ удобно анализировать по схеме замещения. На работу бип. тр-ра вредное влияние оказывает емкостное R колл. перехода Cк. На НЧ емкостное R этого перехода 1/WCк велико. Велико и сопрот. rк, поэтому весь ток эквивалентного генер-ра Iэ=aIэ идет ч/з нагрузку, роль которой выполняет резистор RН.
С увеличением (^) частоты сопрот. 1/WCк начинает уменьшаться и при некоторой частоте часть I, создаваемого генерр-ом, начинает отделяться в емкость Ск и ток через RН начинает падать. Это явл. равносильно уменьшению коэфф-та усиления тр-ра, т.к. полезная вых. мощность уменьшается (v) с уменьшением I нагрузки. Сл-но, с ^ частоты v коэффициенты усиления a и B.
С ^ частоты сопротивление 1/WCэ также v, но влияние Cэ не проявляется так сильно, как влияние Cк. Это объясняется тем, что емкость Cэ зашунтирована
Rэ (R эмиттерного перехода), имеющим очень малую величину. Сопрот. 1/WCэ начинает оказывать влияние на очень высоких. частотах, где оно становится соизмеримым с Rэ. На этих частотах тр-р обычно не работает, т.к. емкость Cк почти полностью шунтирует генератор тока IГ. Следовательно, влиянием Cэ можно пренебречь.
2ой причиной, вызывающей ум-v коэфф-та усиления, явл. инерционность процесса перемещения носителей ч/з базу от Э перехода к К, в результате чего появляется запаздывание по фазе между изменением величин Iэ и Iк. Это запаздывание. опред-ся временем переноса неосновных носителей ч/з базу и зависит от ее толщины.
Частота, на кот. модуль коэфф-та передачи, a ум-v в корень из 2х раз по сравнению с его значением на НЧ, наз. граничной частотой fГр. Величина fГр для схемы с ОБ определяется из соотношения fГр=m/tD, где tD=W·(W/2Dp) – среднее время диффузии носителей.
Коэфф. передачи Iэ a зависит от частоты следующим образом: a(iW)=1/(1+iW/Wa), где Wa=2n·fГр – угловая граничная частота, i – мнимая единица.
Комплексное число, стоящее в знаменателе указ-ет, что измен. коэфф. передачи опред-ся физич. процессами, эквивалентными изменению комплексного
(емкостного) R. Модуль коэфф-та передачи зависит от угловой частоты W=2nt W следующим образом:

[pic]
Угол запаздывания по фазе между Iэ и Iк можно определить как ?(a)= - W/Wa.
Чтобы охарактеризовать частотные св-ва тр-ра широко используются частотные хар-тики; представляющие собой зависимость модуля коэфф. передачи a от частоты (АЧХ) и фазы ?(?) (ФЧХ) (см. рис.).
С ув-^ частоты W, ув-^ сдвиг по фазе ?, обусловленный влиянием инерционных процессов при прохождении неоснавных носителей ч/з Б; и, в конечном счете, уменьшается коэффициент a. В схеме с ОЭ величина коэфф. передачи Iб в более сильной степени зависит от частоты, что приводит к уменьшению граничной частоты в схеме с ОЭ.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: конспект урока 3, сочинения по литературе, реферати українською.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки