Определение напряжений и токов транзисторного усилительного каскада графоаналитическим методом

9. Определение напряжений и токов транзисторного усилительного каскада графоаналитическим методом

На графиках всех характеристик, начиная с входной, приводятся временные диаграммы соответствующих сигналов (см. рисунок 3). Ось времени проведена перпендикулярно к оси отображаемого параметра на линии, проходящей через начальную рабочую точку. Ось изменений параметра проведена параллельно оси параметра основного графика, если ось основного графика положительная, то направления осей совпадают, если отрицательная, то противоположно.

 - заданный параметр Uвх max=0,08 В= 80 мВ.

Диаграмма построена в левом нижнем квадранте. Строится график одного периода входного синусоидального сигнала. Масштаб диаграммы по оси U_ВХ совпадает с масштабом оси Uбэ основного графика. Положительная полуволна откладывается в соответствии с положительным направлением оси U_ВХ (на рисунке 3 оно противоположно отрицательному направлению оси Uбэ основного графика). Масштаб графика по оси времени произволен и сохранится при построении остальных временных диаграмм.

На этой временной диаграмме график изменения сигнала на входе усилительного каскада (перед разделительным конденсатором С_P1)  представлен ровно заштрихованной синусоидой.

При воздействии входного сигнала график изменения напряжения U_БЭ представляет собой алгебраическую сумму постоянной составляющей U_БЭ0 и переменной составляющей U_вх. Во время положительного полупериода U_вх результирующей является разность между постоянной составляющей – U_БЭ0 и переменной составляющей + u_вх (в нашем случае, когда ось U_БЭ отрицательна). Во время отрицательного полупериода u_вх эти две составляющие складываются.

График изменения напряжения – U_БЭ (после разделительного конденсатора С_Р1) при воздействии входного сигнала + U_ВХ представлен фигурой, заштрихованной по диагонали.

Все диаграммы, построенные далее являются производными от только что построенной диаграммы u_вх =f(t). Они строятся в осях времени и соответствующего параметра, ось времени проходит через начальную рабочую точку (точку покоя Р). Точки максимального отклонения входного напряжения u_вх (в обе стороны от оси времени) проецируются на входную статическую характеристику и определяют соответствующие им максимальные отклонения тока базы I_Б относительно I_Б0, (состояния при u_вх =0).

На оси времени t откладывается один период Т = 1/f изменения сигнала i_Б. Масштаб оси диаграммы i_Б совпадает с масштабом оси I_Б основного графика.

Анализ данной диаграммы показывает, что при отсутствии входного сигнала (u_вх=0) базовый ток постоянен во времени и равен I_Б = I_Б0 = 0,2 мА = const. Под действием входного сигнала базовый ток I_Б изменяется во времени. Изменение переменной составляющей тока базы под действием входного сигнала представлено на временной диаграмме I_Б = f(t) ровно заштрихованной фигурой. Ввиду некоторой нелинейности выбранного участка входной характеристики амплитудные значения изменения переменной составляющей тока базы I_Бm1≠I_Бm2 Суммарное изменение тока I_Б = I_Б0 ± i_Б через базовый электрод под воздействием входного сигнала u_вх представлено фигурой, заштрихованной по диагонали.

Рассуждая аналогично, строим временные диаграммы i_K = f(t), u_ВЫХ =f(t). Изменение переменной составляющей – ровно заштрихованные фигуры, суммарное изменений тока коллектора и выходного сигнала – фигуры, заштрихованные по диагонали.

На графике u_ВЫХ =f(t) видно, что каскад усиления на транзисторе в общим эмиттером изменяет (инвертирует) фазу входного сигнала на противоположную т.е. напряжение сигнала на входе и на выходе каскада сдвинуты между собой по фазе на 180 градусов.

Снимаем с графиков амплитудные значения переменных составляющих токов и напряжений сигналов. При неравенстве амплитудных значений переменных составляющих в положительном и отрицательном полупериодах выбираем большую из них.

Похожие работы

Расчёт импульсного усилителя

Скачать

11748

2

6

... рабочей прямой. Рабочая прямая проходит через точки Uкэ=Eк и Iк=Eк÷Rн и пересекает графики выходных характеристик (токи базы). Для достижения наибольшей амплитуды при расчёте импульсного усилителя рабочая точка была выбрана ближе к наименьшему напряжению т.к у оконечного каскада импульс будет отрицательный. По графику выходных характеристик (рис.1) были найдены значения IКпост=4,5 мА, ...