12.5. Підсилювачі

Підсилювачами називаються пристрої, призначені для збільшення зна­чень параметрів електричних сигналів за рахунок енергії джерела живлен­ня. Підсилювачі застосовують для переважного посилення напруги, струму або потужності.

Можливі лінійний і нелінійний режими роботи підсилювача. У підсилюва­чах з практично лінійним режимом роботи має місце мінімальне викривлення форми посилюваного сигналу. Викривлення сигналу мінімальне, якщо без ви­кривлення підсилюються всі його гармонійні складові. Властивість підсилювача збільшувати амплітуду гармонійних складових сигналу характеризує його амплі­тудно-частотна характеристика (АЧХ). За типом АЧХ розрізняють підсилювачі напруг і струмів, що змінюються повільно, або підсилювачі постійного струму (рис. 12.21,а - діапазон зміни посилюваних сигналів від 0 до 10 Гц), підсилювачі низьких частот (рис. 12.21,б - діапазон зміни посилюваних сигналів від 20-50 Гц до 20- 10 Гц), підсилювачі високих частот (рис. 12.21,в - діапазон зміни посилюваних сигналів від 10 -10 Гц до 10 -10 Гц), широкосмужні підсилювачі

7 8

(рис. 12,21,г - діапазон зміни посилюваних сигналів від 20-50 Гц до 10 - 10 Гц) і вузькосмужні підсилювачі (рис. 12.21, д).

У підсилювачах з нелінійним режимом роботи при підвищенні значення напруги на вході вище деякого граничного рівня зміна напруги на виході підси­лювача практично відсутня. Такі підсилювачі застосовують головним чином у пристроях імпульсної техніки.

Ки А

0

Ки

Підсилювальна техніка заснована на широкому використанні підсилювачів на інтегральних мікросхемах, які дозволяють застосовувати їх для реалізації різ­них функціональних вузлів систем автоматики, керування і вимірів.

Як було зазначено в розділі 12.1.4, на практиці використовують три схеми включення транзисторів: з загальним емітером, спільною базою і спільним ко­лектором. Відповідно застосовують три схеми транзисторних підсилювачів.

Розглянемо принцип роботи типового підсилювального каскаду на біполяр­ному транзисторі, що увімкнений за схемою зі спільним емітером (рис. 12.22). Дже­рело посилюваного сигналу (обведене штриховою лінією) має внутрішній опір Ren і ЕРС ec=uc. Резистори R1, R2, RI( у схемі забезпечують необхідні значення постійних напруг на колекторному й емітерному переходах при живленні всіх кіл транзистора від одного загального джерела живлення Ек. Резистор R; забезпечує температурну стабілізацію робочої точки, що дуже важливо для транзисторних підсилювальних схем. Із зростанням температури постійна складова струму емітера /е0 зростає, вна­слідок чого збільшується падіння напруги RJ& на резисторі Rs, при цьому потенці­ал емітера відносно бази знижується, це зменшує постійну складову струму бази й обмежує ступінь зростання струму спокою в колі колектора. Для усунення цього

впливу при проходженні по колах транзистора змінних складових резистор R; шун­тується конденсатором Се. Конденсатори С1 і С2 призначені для запобігання прохо­дження постійної складової струму від джерела живлення і сигналу на вихід і вхід підсилювального каскаду.

Одним з найважливіших показників, що характеризують властивості під­силювачів, є комплексний коефіцієнт підсилення, який у загальному випадку можна представити як відношення комплексної напруги на виході підсилювача до комплексної напруги на його вході:

модуль коефіцієнта підсилення підсилювача; j = Уеих - Уех - різ-

ниця фазових кутів сигналу на виході і вході підсилювача.

Підсилювачі неминуче містять комбінації активних і реактивних елементів, тому модуль коефіцієнта підсилення і різниця фазових кутів на виході і вході під­силювача є частотно-залежними. У процесі вивчення підсилювача залежність мо­дуля коефіцієнта підсилення від частоти K(f), амплітудно-частотні характеристики підсилювача і залежність зміни фазового кута від частоти звичайно розглядають окремо. Області частот (рис. 12.23) від 0 до fn і відf до f=°°характеризуються знач­ною зміною коефіцієнта підсилення. Область зміни частоти вхідного сигналу від fn до fe називається смугою пропускання підсилювача і характеризується незначною залежністю коефіцієнта підсилення від частот


Для одержання великих значень коефіцієнтів підсилення на практиці за­стосовують багатокаскадні схеми, приклад якої для схеми зі спільним емітером показано на рис. 12.24.

Висновки

Застосовані в напівпровідниковій техніці p-n і n-p переходи мають од­нобічну провідність, що забезпечує випрямні властивості діодів.

Керований діод (тиристор) дозволяє регулювати величину струму, що проходить через нього, і, як наслідок, регулювати величину випрямленої напру­ги

3.         Перехід тиристора з закритого у відкритий стан може бути здійснений:
подачею на анод тиристора прямої напруги, яка перевищує напругу пере-
микання;

подачею на керуючий електрод позитивного імпульсу при прямій напрузі на аноді тиристора.

4.         Одним з основних застосувань транзисторів є посилення електричних
сигналів.

5. Пульсації випрямленої напруги залежать від схеми випрямляча і якості згладжуючого фільтра.

Запитання для самоперевірки

Поясніть явище однобічної провідності напівпровідників.

Поясніть вольт-амперну характеристику p-n переходу.

Поясніть будову кремнієвого діода.

Охарактеризуйте відмінні риси германієвих діодів.

Охарактеризуйте відмінні риси селенових діодів.

Поясніть будову тиристора.

Поясніть вольт-амперну характеристику тиристора.

Як можна здійснити відмикання тиристора?

Поясніть будову біполярного транзистора.

Які схеми включення транзисторів застосовують на практиці?

У чому полягають особливості роботи схеми зі спільним емітером?

У чому полягають особливості роботи схеми зі спільною базою?

У чому полягають особливості роботи схеми зі спільним колектором?

Поясніть принцип роботи однонапівперіодного однофазного випрям­ляча.

Поясніть принцип роботи двонапівперіодного однофазного випрям­ляча.

Поясніть принцип роботи однофазної мостової схеми випрямляча.

Поясніть принцип роботи трифазної схеми випрямляча з нульовою точкою.

Поясніть принцип роботи трифазної мостової схеми.

Поясніть принцип роботи однофазного керованого двонапівпе-ріодного випрямляча.

Поясніть принцип роботи мостової схеми трифазного керованого ви­прямляча.

Принцип роботи ємнісного фільтра.

Принцип роботи індуктивного фільтра.

Принцип роботи підсилювача на біполярному транзисторі.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я