5. Nastavení pracovního bodu nelineárního dvojbranu
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Nastavení pracovního bodu nelineárního dvojbranu
popsat nelineární dvojbran sítí AV a VA charakteristik
definovat statické a diferenciální parametry nelineárního dvojbranu
nakreslit linearizovaný model nelineárního dvojbranu
nastavit pracovní bod nelineárního dvojbranu
navrhnout a popsat tranzistorový zesilovač třídy A
Bipolární tranzistor jako dvojbran
K zesilování signálů se používají elektronické prvky, jejichž charakteristiky jsou nelineární. Mezi základní elektronické součástky patří bipolární tranzistor, jehož vlastnosti v okolí pracovního bodu modelujeme aktivním, lineárním dvojbranem. Vzhledem k tomu, že se soustředíme na dvojbranový přístup k modelování tranzistoru, nemusíme se podrobně zabývat fyzikálním principem činnosti tranzistoru a konstatujme jen, že bipolární tranzistor je elektronická součástka tvořená třemi polovodivými vrstvami, vyvedenými na elektrody – bázi (B), emitor (E) a kolektor (C). Vrstvy vytvořené na krystalu polovodiče jsou odděleny dvěma polovodivými přechody, jejichž vodivost řídíme polaritou přiloženého zdroje napětí. V aktivním režimu je jeden přechod tranzistoru polován propustně a druhý závěrně. V polovodičové struktuře tranzistoru vzniká tranzistorový jev, jehož podstata spočívá v tom, že velikost proudu procházejícího závěrně pólovaným přechodem je výrazně ovlivňována napětím resp. proudem propustně pólovaného přechodu. Z tohoto důvodu ho můžeme přirozeně modelovat zdrojem proudu řízeným proudem a pro jeho náhradní obvodové schéma použít odporový dvojbran popsaný charakteristickými rovnicemi s h parametry, a to nejen v oblasti nízkých kmitočtů (do 0,1 MHz), ale i středních kmitočtů (až jednotky MHz), kdy se ještě významně neprojeví parazitní kapacity a indukčnosti tranzistoru. Dvojbran je to však degenerovaný, neboť má vždy jednu elektrodu společnou pro vstupní a výstupní obvod. Za účelem linearizace charakteristik tohoto nelineárního dvojbranu a předpokladu periodických průběhů obvodových veličin v ustáleném stavu, můžeme rozložit vstupní napětí a proud a výstupní napětí a proud na složku stejnosměrnou, rozlišenou indexem DC, a složku střídavou, s indexem AC, tedy
, ,
, .
Stejnosměrné složky obvodových veličin odpovídají souřadnicím klidového pracovního bodu P tranzistoru, viz obr. 5.11 a střídavé složky působí změnu polohy pracovního bodu.
Statické parametry tranzistoru
Statické (stejnosměrné) vlastnosti bipolárního tranzistoru, nejčastěji popisujeme čtyřmi hlavními nelineárními statickými charakteristikami (z 15-ti možných závislostí dvojic veličin tranzistoru tj. 3 proudy a 3 napětí), které zachycují vztahy mezi třemi veličinami tranzistoru, když dvě veličiny volíme za závislé a třetí veličinu jako parametr. Jsou to