Материал: 2416

личают усилители медленно изменяющихся напряжений и токов или усилители постоянного тока (рис. 10.27,а), усилители низких частот (рис. 10.27,б), усилители высоких частот (рис. 10.27, в), широкополосные усилители (рис. 10.27, г) и узкополосные усилители (рис. 10.27,д).

Типовые значения нижней и верхней границ частот АЧХ усилителей различного типа приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Типовые значения нижней и верхней границ частот АЧХ усилителей различного типа

Вусилителях с нелинейным режимом работы при увеличении амплитуды напряжения на входе больше некоторого граничного уровня изменение напряжения на выходе усилителя практически отсутствует.

Такие усилители применяются главным образом в устройствах импульсной техники, в том числе логических.

Внастоящее время усилительная техника основана на широком внедрении усилителей в интегральном исполнении. Поэтому актуальным становится не разработка самих усилителей, а их применение для реализации различных функциональных узлов систем автоматики, управления и измерения.

10.10. Усилительные каскады на биполярных транзисторах

На рис. 10.28 приведена типовая схема усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с ОЭ.

В этой схеме общий провод входной и выходной цепей заземлен. Источник входного сигнала (показан на схеме штриховой линией) имеет ЭДС ec=uc и внутреннее сопротивление Rвт. С1 и С2 – разделительные конденсаторы, отделяющие постоянный ток (цепь питания) от переменного тока (цепи источника усиливаемого сигнала

245

составляет 100–300 кОм, что значительно больше входного сопротивления усилительного каскада с ОЭ.

Рис. 10.30. Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе с ОК

0,8–0,9, т.е. близок к единице. При этом сигнал на выходе усилительного каскада повторяет форму и фазу сигнала на входе.

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя Rвых составляет (10–50) Ом, что значительно меньше выходного сопротивления усилительного каскада с ОЭ.

Усилительный каскад с ОБ имеет значение коэффициента усиления по напряжению, близкое к его значению для усилительного каскада с ОЭ. Однако ему присущи существенные недостатки: значение его коэффициента усиления по току меньше единицы и, вследствие этого, мал его коэффициент усиления по мощности. Кроме того, он имеет малое входное и большое выходное сопротивления. По этим причинам усилительный каскад с ОБ применяется редко.

10.11. Усилительные каскады на полевых транзисторах

По аналогии с усилительными каскадами на биполярных транзисторах с ОБ, ОЭ и ОК различают три типа усилительных каскадов на полевых транзисторах: с общим затвором (ОЗ), с общим истоком

248

(ОИ) и общим стоком (ОС). Чаще других используется усилительный каскад с ОИ.

На рис. 10.31 приведена типовая схема усилительного каскада на полевом транзисторе с ОИ. Назначения всех элементов схемы аналогичны их назначениям в усилительном каскаде на биполярном транзисторе с ОЭ.

+Ес

Рис. 10.31. Схема усилительного каскада на полевом транзисторе с ОИ

При синусоидальном входном сигнале усилительного каскада с

ОИ:

▪входное сопротивление Rвх=102–103 кОм;

▪выходное сопротивление Rвых=Rс=10–100 кОм;

▪коэффициент усиления по напряжению в режиме холостого хо-

да Кu = U&и =10–100;

U&с

▪ коэффициент усиления по току Кi = I&и =50–500;

I&с

=(0,6–40)·103.

Главным достоинством усилительного каскада на полевом транзисторе с ОИ относительно усилительного каскада на биполярном транзисторе с ОЭ является большое входное сопротивление, основным недостатком – меньшее быстродействие. Последнее объясняется наличием больших емкостей между электродами полевого транзистора, влияние которых в приведенном выше анализе не учитывалось.

249