3

Przygotowanie teoretyczne.

ZESPÓŁ SZKÓŁ Nr 9 im. Romualda Traugutta

W KOSZALINIE

Przygotowanie teoretyczne

Temat ćwiczenia:

Badanie układów OB, OC, OE

Koszalin rok szk. 2004/2005

Tranzystory bipolarne jako elementy trójkońcówkowe mogą być stosowane w trzech podstawowych konfiguracjach:

-              wspólnego emitera OE

-              wspólnego kolektora OC

-              wspólnej bazy OB

Przez elektrodę wspólną płyną prądu (składowe zmienne) oczka (obwodu) wejściowego i wyjściowego, jak to symbolicznie zostało pokazane na rysunku poniżej.

Rys. 1. Ilustracja prądów oczek wejściowego i wyjściowego

Zazwyczaj elektroda wspólna ma zerowy potencjał zmienny względem masy układu.

Konfiguracje OC i OE zapewniają duże wzmocnienie prądowe (rzędu bo fazy), a konfiguracje OC i OB – duże (zbliżone co do wartości) wzmocnienie napięciowe. Wzmocnienie napięciowe układu OC i wzmocnienie prądowe układu OB – są mniejsze od jedności. Z powyższych rozważań wynika, że konfiguracja OE może jednocześnie zapewnić znaczne wzmocnienie prądowe i napięciowe – a więc również największe wzmocnienie mocy.

Tabela 1. Właściwości tranzystorów bipolarnych w różnych konfiguracjach

Duże wzmocnienie mocy w konfiguracji OE osiąga się przy przybliżonych impedancjach źródła i obciążenia. Dzięki temu uzyskuje się bardzo duże wzmocnienia przy kaskadowym łączeniu stopni OE, nawet przy ich niedopasowaniu (gdy jeden stopień obciążony jest bezpośrednio impedancją wejściowa stopnia następnego).

Konfiguracja OC charakteryzuje się dużą zależnością impedancji wejściowej od obciążenia i impedancji wyjściowej od Zg.

1. Układy pracy tranzystorów we wzmacniaczach

1.1. Układ ze wspólnym emiterem OE

Układ ze wspólnym emiterem OE jest najpowszechniej stosowaną konfiguracją tranzystora bipolarnego we wzmacniaczu małej częstotliwości. W układzie tym źródła napięć stałych EC  i EB służą do spolaryzowania złączy emiterowego i kolektorowego tranzystora tak, aby znajdował się on w stanie aktywnym. Sygnał wejściowy doprowadza się miedzy bezę a emiter tranzystora. Sygnał wyjściowy pobiera się z kolektora.

Rys. 2. Wzmacniacz w ukadzie OE

Wzmocnienie napięciowe wzmacniacza wynosi:

Ku =

Jeżeli uwzględni się pominiętą dotychczas zależność prądu Ic od napięcia Uce to powyższy wzór przyjmuje postać:

Ku = - bo

Znak minus w tym wzorze oznacza, że układ odwraca fazę sygnału wejściowego.

Rezystancja wejściowa rwe wzmacniacza w układzie OE składa się z równolegle połączonej rezystancji baza-emiter rbe tranzystora (rezystancji wejściowej tranzystora) i rezystancji obwodu polaryzacji bazy Rb

rwe = rbe

Podobnie rezystancja wyjściowa wzmacniacza w tym układzie składa się z równolegle połączonej rezystancji kolektor-emiter rce tranzystora (rezystancji wyjściowej tranzystora) i rezystancji Rc.

rwy = rce

Wzmocnienie prądowe natomiast zależy od rezystancji obciążenia Ro

Ki = -

Gdy Ro  dąży do 0 to Ki dąży do -bo

Sygnał wejściowy może być również zmienny w czasie. W takim przypadku prądy i napięcia tranzystora zawierają składowe stałe związane z polaryzacją i nałożono na nie dużo mniejsze składowe zmienne, związane z przenoszeniem sygnału. Podane w zależności obowiązują również dla wartości skutecznych i na maksymalnych składowych zmiennych.

Sygnały zmienne często doprowadza się do wzmacniacza prze kondensator CB, a obciążenie dołącza się poprzez kondensator Cc. Kondensatory sprzęgające CB i CC pozwalają odseparować składowe zmienne od składowych stałych. Reaktancje tych kondensatorów w paśmie przenoszenia wzmacniacza są bardzo małe; dla sygnałów zmiennych stanowią one zatem „zwarcie”.

Właściwości układu:

- w zakresie małych i średnich częstotliwości, przy obciążeniu rezystancyjnym, układ odwraca fazę o 1800

- układ zapewnia dość duże wzmocnienie napięciowe i prądowe oraz duże wzmocnienie mocy

- rezystancja wejściowa układu jest umiarkowanie mała, zaś wyjściowa umiarkowanie duża

Właściwości układu OE są zestawione i porównane z układami OC i OB w tabeli 1.

1.2. Układ ze wspólnym kolektorem OC

Układ OC ze wspólnym kolektorem nazywa się tez wtórnikiem emiterowym. Napięcie wejściowe jest przyłożone między bazę a ...