5. Nastavení pracovního bodu nelineárního dvojbranu
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Obr. 5.15 Náhradní schéma zapojení tranzistorového zesilovače pro střídavý signál
Obr. 5.16 Malosignálový model střídavého zesilovače
Jelikož obvod je odporový, můžeme vztah pro napěťové zesílení zesilovače zapsat místo komplexních hodnot parametrů a veličin reálnými hodnotami parametrů a střídavými okamžitými hodnotami veličin
,
podobně pro proudové zesílení zesilovače užitím vztahu pro dělič proudu na vstupu zesilovače
,
kde je vstupní odpor tranzistoru definovaný
.
Vstupní odpor zesilovače je dán paralelním řazením rezistorů rovnicí
a výstupní odpor
,
kde a pro buzení ideálním zdrojem napětí a buzení reálným zdrojem napětí s vnitřním odporem má hodnotu .
V praxi většinou můžeme zanedbat parametry , , takže výše uvedené vztahy můžeme zapsat
, ,
, .
Určete hodnotu vstupního odporu, napěťového zesílení (přenosu) a kmitočty, na kterých dojde k lomu amplitudové kmitočtové charakteristiky tranzistorového zesilovače zatíženého rezistorem Rz nakresleného na obr. 5.17. V náhradním modelu tranzistoru neuvažujte hodnoty parametrů modelu tranzistoru , a nakreslete jeho zjednodušený malosignálový model.
Obr. 5.17 Schéma zapojení zatíženého tranzistorového zesilovače, příklad 5.4
♦
Malosignálový model zatíženého tranzistorového zesilovače pro střídavý signál je nakreslený na obr. 5.18.
Obr. 5.18 Malosignálový model zatíženého tranzistorového zesilovače, příklad 5.4
Vstupní odpor i napěťové zesílení určíme ze zjednodušeného náhradního modelu tranzistoru, ze kterého je zřejmé, že po zanedbání parametru ztrácí výstupní obvod vliv na vstupní obvod, tak pro vstupní odpor samotného tranzistoru platí a vstupní odpor zesilovače je dán výslednou hodnotou paralelního řazení rezistorů
a hodnota napěťového přenosu
,
kde
.
Lomové úhlové kmitočty amplitudové kmitočtové charakteristiky na obr. 5.19, jsou určeny derivačními články. První článek, na vstupu zesilovače, je tvořen vazebním kapacitorem Cv1 a vstupním odporem tranzistoru R1 a druhý, na jeho výstupu vazebním kapacitorem Cv2 a zatěžovacím odporem tranzistoru Rz. Jejich úhlové kmitočty jsou
a .
Obr. 5.19 Logaritmická amplitudová charakteristika tranzistorového zesilovače, příklad 5.4
Účinnost s bipolárním tranzistorem v zapojení SE
Uvažujme zapojení bipolárního tranzistoru s nastaveným stejnosměrným pracovním bodem v polovině zatěžovací přímky zdroje. Při střídavém buzení vstupu tranzistoru zdrojem napětí , jelikož předpokládáme, že se chová jako lineární odporový dvojbran, budou se harmonicky měnit i ostatní napětí. Pro výstupní napětí tranzistoru, které je rovno napětí uCE platí
a pro napětí na kolektorovém rezistoru RC
a jeho proud z Ohmova zákona
,
kde
a .
Okamžitý výkon stejnosměrného napájecího zdroje dodaný do větve s kolektorovým rezistorem je definován