Усилитель напряжения на БПТ Аналитический метод расчета усилителя Графический расчет усилителя Характеристики усилителя кратко

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про усилитель напряжения, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое усилитель напряжения, характеристики усилителя, усилитель , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база.

усилитель напряжения на БПТ

Усилителем называется устройство, предназначенное для усиления напряжения, тока и мощности электрических сигналов.



Назначение элементов
Величины сопротивлений Rб, Rк, и напряжение источника Ек определяют положение рабочей точки на характеристиках транзистора в режиме покоя (Iбп, Uбэп, Iкп, Uкэп).
Ек- для введения транзистора в усилительный режим.
Rк -для задания коэффициента усиления.
Конденсаторы C1 и С2 служат для разделения сигнала – предотвращают попадание на вход каскада и на нагрузку постоянной составляющей тока.
Основные параметры усилителя
• коэффициента усиления по напряжению KU;
• входное Rвх сопротивление;
• выходное Rвых сопротивление;
• коэффициента усиления по току КI

Аналитический метод расчета усилителя

Рассмотрим схему замещения

С1 и С2 отсутствуют так как Хс малы на переменном токе.
Пусть Rн→∞, тогда согласно 1-ому закону Кирхгофа для узла «к» запишем уравнения



Коэффициент усиления
знак «-» показывает, что входное и выходное напряжения находятся в противофазе)
Коэффициент усиления зависит от параметров транзистора и значения Rк


Входное сопротивление


Выходное сопротивление


Если учесть сопротивление нагрузки и входного источника, коэффициент усиления равен:

Графический расчет усилителя

Построение переходной характеристики Iк = f(Iб)

1. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Режим покоя Uвх=0
Составляем уравнение по II закону Кирхгоффа для коллекторной цепи

Uкэ = Ек -Rк Iк

По этому уравнению строим прямую нагрузочную прямую-«линию нагрузки» - (ВАХ резистора Rк)
Строиться прямая по двум точкам:
Режим хх: Iк =0 ; Uкэ = Ек
Режим кз: Uкэ = 0 ; Ек = Rк Iк



Пересечение линий нагрузки с выходными характеристиками определяют ток коллектора Iк и напряжение коллектор-эмиттер Uкэ, при любом токе базы Iб .
Rк выбирают исходя из требуемого усиления входного сигнала, т.е. с помощью Rк задают коэффициент усиления усилителя, не забывая об ограничениях: Uкэ max , Iк max , Рк max
Rк обычно составляет 2-5 кОм для транзисторов малой мощности

Определяем точку покоя транзистора:

Uкэп ≈ Eк /2 Iкп ≈ Eк /2Rк

Iбп ≈ Iкп / h21

Uбэп ≈ 0,3 В для Ge

Uбэп ≈ 0,65 В для Si

Режим покоя обеспечивается сопротивлением резистора Rб : согласно 2-му закону Кирхгофа для входной цепи Uбэ = Ек - Rб Iб

Rб =(Ек - Uбэп)/ Iбп ≈ Ек / Iбп,

так как Ек >> Uбэп

На переходной характеристике выбирается линейный участок ав на нем сигнал передается из входной цепи в выходную без искажений.

2. Режим рабочий

Uвх ≠ 0

Uвх = Rвх iвх iвх ≈ Iб => Uбэ = Uбэп + uвх это вызывает пульсации тока базы и тока коллектора :

Iб = Iбп + iб и Iк = Iкп + iк

Пульсации выходного напряжения

Uкэ = Uкэп + uкэ Uвых = - Rк• iк

Конденсатор С2 задерживает постоянную составляющую коллекторного напряжения и пропускает в нагрузочное устройство только переменную составляющую uкэ, которая является выходным напряжением усилителя.

Если uвх, iк, iб укладываются в линейные участки входной и переходной характеристик, то форма выходного сигнала будет без искажений и соответствовать форме входного сигнала.

характеристики усилителя
Амплитудная характеристика АХ усилителя



Прямая - участок 0n линейная часть АХ можно определить

Kyc = Uвых /Uвх

На участке hk амплитудная характеристика нелинейна, коэффициент усиления Kyc уменьшается.

Амплитудно-Частотная Характеристика



Область частот, где коэффициент усиления не зависит от частоты, называют полосой пропускания усилителя и обозначают Δf.



где fн - нижняя частота,
fв - верхняя частота

Частотные свойства усилителя

При ω < ωH большое влияние реактивных сопротивлений конденсаторов связи
XC1.2 = 1/ ωH С1,2 , оно становиться большим и его влияние существенно (С1,2~ 1мкФ).



При ω>ωв влияние C12 мало, но элемент C0 начинает влиять шунтируя Rн и KU уменьшается.




Уменьшение коэффициента усиления оценивают коэффициентом частотных искажений:



Квазирезонансная частота, на которой Ко максимален

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• усилитель

Статью про усилитель напряжения я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое усилитель напряжения, характеристики усилителя, усилитель и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база