Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 [ 84 ] 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

эммитером, причем питающее напряжение к нему приложено Б проводящем направлении. Это вызывает уменьщение сопротивления со стороны входа. Поскольку на электроде, который рассчитан на выполнение функции эмиттера, в этот период времени входной сигнал также создает обратную полярность, этот электрод временно становится как бы коллектором и усилитель потребляет значительный входной ток.

Схема, свободная от этого недостатка, является развитием известной реверсивной мостовой схемы фазочувствительного выпрямителя, которая чаще всего выполняется на полупроводниковых диодах (рис. 155, б).

На последней схеме напряжение питания источника переменного тока е подается в одну диагональ моста, выходное напряжение (имеется в виду его постоянная составляющая) снимается с другой диагонали. Вспомогательные резисторы Гдоп отделены от входных резисторов выпрямителями. Заметим, что входное напряжение часто подается в мост через трансформатор с выведенной на вторичной обмотке средней точкой. В этом случае надобность во входных резисторах отпадает. Входное напряжение, как и в ранее рассмотренных фазочувствительных схемах, имеет ту же частоту, что и напряжение питания, а фазы их либо совпадают, либо противоположны.

Если входное напряжение равно нулю, то выпрямители будут одновременно пропускать ток в один из полупериодов питающего напряжения и запираться в последующий полупериод. Токи, протекающие через вспомогательные резисторы гол. одинаковы по величине и противоположны по направлению, а потому выходное напряжение равно нулю. При появлении сигнала на выпрямителях действует уже сумма питающего и входного напряжений. Если, например, напряжение на левом входном резисторе совпадает по фазе с питающим (полярности для этого случая указаны на схеме), то ток, протекающий через левый вентиль, уменьшится. В правом же вентиле ток при этом увеличится, так как падение напряжения на правом входном сопротивлении будет иметь обратную фазу и будет складываться с напряжением питания. В результате этого падения напряжения на левом и правом вспомогательных резисторах будут различными по величине и на выходе появится постоянная составляющая. Нетрудно видеть, что при изменении фазы входного напряжения изменится полярность постоянной составляющей выходного напряжения. Для обеспечения работы схемы входное напряжение должно быть значительно меньше напряжения питания.

Во многих случаях роль вспомогательных резисторов может выполнять сама нагрузка. Так, при работе усилителя на вход электромашинного усилителя вместо вспомогательных резисторов подсоединяются две противоположно включенные входные обмотки.

Схема, изображенная на рис. 155, а, получает питание через трансформатор с выведенной средней точкой, а входной сигнал подается через транзистор. Если появляется входной сигнал, то для момента, соответствующего указанным на схеме полярностям, входное напряжение соответствует проводящему потенциалу эмиттера. Проводящий потенциал на коллекторе создается левой половиной питающего трансформатора, и в левой половине схемы возникает ток, направление которого указано стрелкой (при отсутствии входного сигнала сопротивление транзистора велико и ток в левой ПОЛОВИ!е схемы практически равен нулю) Протеканию тока в правой половине схемы препятствует правый диод. Полярности для следующего полупериода указаны в скобках. В этот полупериод проводящий потенциал на коллекторе создается правой половиной питающего трансформатора, но потенциал эмиттера стал отрицательным и ток в правой половине по-прежнему равен нулю. Левая половина трансформатора делает потенциал коллектора по отношению к базе положительным, но симметрия транзистора здесь ие проявляется, так как прохождению тока в левой части схемы препятствует левый диод. Следовательно, в этот полупериод токи в схеме равны нулю.

При указанной фазе входного напряжения работает только левая часть схемы. При опрокидывании фазы входного напряжения начинает работать правая часть схемы и соответственно изменяется полярность постоянной составляющей выходного напряжения. Показанный штриховой линией резистор цепи эмиттера Гд, как и всегда, вводит отрицательную обратную связь. Введение этого резистора повышает стабильность работы и увеличивает величину входного сопротивления.

14. ГРАФИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Рассмотрим расчет схемы, изображенной на рис. 151 и работающей в режиме усиления постоянного тока. Сопротивление обратной связи считается отсутствующим. В полупроводниковых усилителях даже при отсутствии специально вводимых обратных связей выходная цепь оказывает влияние на входную через сопротивления электродов. Кроме того, входной ток транзистора связан нелинейной зависимостью с входным напряжением. Это заставляет в отличие от электронных усилителей пользоваться при расчете не одним, а двумя семействами характеристик. Обычно применяются выходные (коллекторные) характеристики и входные (эмит-терные) характеристики. Выходные характеристики (первый квадрант на рис. 156) представляют собой семейство вольт-амперных характеристик / = /i {U, снятых на постоянном токе при различных значениях тока эмиттера /=,. Входные характеристики (третий квадрант на рис. 156) являются семейством вольт-амперных характеристик = fa (э), снятых также на постоянном

токе при различных значениях тока коллектора / или напряжения на коллекторе Uk (под напряжениями U и U понимаются напряжение коллектора и эмиттера относительно базы).

Если на оси абсцисс отложить отрезок, соответствующий величине напряжения источника питания цепи коллектора laquo;, и провести линию нагрузки под углом а = arcctg /? , то с помощью соответствующих построений можно получить зависимость = = /я (/э) (второй квадрант на рис. 156) при данном напряжении питания и данном сопротивлении нагрузки

Uk-0 и-

Рис. 156. Построение laquo;динамической raquo; переходной и laquo;динамической raquo; входной характеристики транзисторного усилителя

Рис. 157. К расчету статической характеристики транзисторного усилителя

Эта зависимость носит название переходной характеристики , уравнение которой для линейной части можно записать в следующем виде:

(288)

где 1к - ток коллектора; h - ток эмиттера;

а - коэффициент передачи тока эмиттера, определяемый соотношением а= --

Далее необходимо построить laquo;динамическую raquo; входную характеристику, т. е. зависимость /э = / {U при дашюм напряжении питания коллекторной цепи и данном сопротивлении нагрузки. Необходимые для получения этой характеристики построения для одного из значений эмиттерного тока lэ показаны на рис. 156. Построенная таким образом динамическая входная характеристика, а также переходная характеристика представлены на рис. 157.

Термин laquo;переходная raquo; ни в коей мере не означает, что эта зависимость характеризует переходные явления (не следует смешивать с понятием переходной функции).