Wzmocnienia i rezystancje zastępcze wzmacniaczy w różnych konfiguracjach Tranzystor pracujący w układzie WE charakteryzuje się:- dużym wzmocnieniem prądowym (beta = IC / IB) ;- dużym wzmocnieniem napięciowym;- dużym wzmocnieniem mocy. Tranzystor pracujący w układzie WB charakteryzuje się:- małą rezystancją wejściową;- bardzo dużą rezystancją wyjściową;- wzmocnienie prądowe blisko jedności (alfa = IC / IB).Tranzystor w tym układzie pracuje przy bardzo dużych częstotliwościach granicznych. Tranzystor pracujący w układzie WC charakteryzuje się:- dużą rezystancją wejściową - co ma istotne znaczenie we wzmacniaczach małej częstotliwości- wzmocnieniem napięciowym mniejsze od jedności;- dużym wzmocnieniem prądowym (beta + 1 = IE / IB.> Na czym polega i opisz stany pracy tranzystora bipolarnego? WE charakteryzuje się:- dużym wzmocnieniem prądowym (beta = IC / IB) ;- dużym wzmocnieniem napięciowym;- dużym wzmocnieniem mocy. Napięcie wyjściowe w układzie WE jest odwrócone w fazie o 180o w stosunku do napięcia wejściowego. Rezystancja wejściowa jest rzędu kilkuset W a wyjściowa wynosi kilkadziesiąt kW. WB charakteryzuje się:- małą rezystancją wejściową;- bardzo dużą rezystancją wyjściową;- wzmocnienie prądowe blisko jedności (alfa = IC / IB).Tranzystor w tym układzie pracuje przy bardzo dużych częstotliwościach granicznych. WC charakteryzuje się:- dużą rezystancją wejściową - co ma istotne znaczenie we wzmacniaczach małej częstotliwości;- wzmocnieniem napięciowym mniejsze od jedności;- dużym wzmocnieniem prądowym (beta + 1 = IE / IB.> Co to jest wzmocnienie mocy wzmacniacza? Jest to stosunek amplitud zespolonych sygnału wyjściowego do wejściowego (której moduł mówi nam o stosunku amplitud, a argument o stosunku faz początkowych).Co to jest sprawność energetyczna wzmacniacza? Jest to stosunek mocy wyjściowej od (jest mniejsza od jedności) od zasilania. Klasa A. Punkt pracy znajduje się w środku liniowej części charakterystyk statycznych tranzystora lub lampy. Przez cały okres sinusoidy (360 stopni) lampa lub tranzystor przewodzi wzmacniany sygnał. Cechy charakterystyczne: niskie zniekształcenia, mała sprawność. Klasa B. Punkt pracy na początku charakterystyki statycznej elementu wzmacniającego. Prąd płynie przez jeden półokres (180 stopni) napięcia sterującego. Aby wzmocnić cały okres sygnału sinusoidalnego potrzeba dwóch pracujących przeciwsobnie tranzystorów lub lamp. Cechy charakterystyczne: dobra sprawność, duże zniekształcenia przy wzmacnianiu tych części przebiegów gdzie jeden element kończy przewodzenie, a drugi przewodzenie zaczyna .Klasa AB. Punkt pracy znajduje się między klasą A i klasą B, a każdy z elementów wzmacniających przewodzi przez okres większy niż 180 stopni lecz mniejszy niż 360. Aby wzmocnić cały okres sygnału sinusoidalnego potrzeba dwóch pracujących przeciwsobnie tranzystorów lub lamp. Cechy charakterystyczne: dość dobra sprawność (dzięki czasu przewodzenia nieznacznie ponad 180°). Stosowany większy prąd spoczynkowy powoduje, większe straty energii. Klasa C charakteryzuje się tym, że elementy wzmacniające przewodzą mniej niż połowę okresu sinusoidy (poniżej 180 stopni). Cechy charakterystyczne: bardzo wysoka, duże zniekształcenia. Nie stosuje się do wzmacniania akustycznego, typowe zastosowanie to nadajniki radiowe

$$\left\lbrack r_{e} = \frac{r_{i}}{\beta + 1} \right\rbrack\text{\ \ }R_{i} = R_{E}{\parallel r}_{e}\text{\ \ \ \ \ }R_{o} = r_{o}{\parallel R}_{\text{C\ }}\text{\ \ \ \ \ }i_{E} = - \frac{u_{i}}{R_{W}} \cdot \frac{{R_{W} \parallel R}_{i}}{r_{e}}\text{\ \ \ \ \ \ \ }u_{o} = - \alpha i_{E} \cdot \frac{R_{o}R_{L}}{R_{o} + R_{L}}$$

$$K_{U} = g_{m} \cdot \frac{R_{i}}{R_{W} + R_{i}} \cdot \frac{R_{o}R_{L}}{R_{o} + R_{L}}\ K_{I} = \alpha \cdot \frac{{R_{E} \parallel R}_{W}}{{R_{E} \parallel R}_{W} + r_{e}} \cdot \frac{R_{o}}{R_{o} + R_{L}}$$

$R_{i} = R_{1}{\parallel R}_{2}{\parallel r}_{i\text{\ \ \ \ \ \ }}R_{o} = r_{o}{\parallel R}_{C}\text{\ \ \ \ \ \ \ }u_{\text{BE}} = \frac{u_{i}}{R_{W}} \cdot \frac{R_{W}R_{i}}{R_{W} + R_{i}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }u_{o} = - g_{m}u_{\text{BE}} \cdot \frac{R_{o}R_{L}}{R_{o} + R_{L}}$ $K_{U} = - g_{m} \cdot \frac{R_{i}}{R_{W} + R_{i}} \cdot \frac{R_{o}R_{L}}{R_{o} + R_{L}}{\text{\ \ }K}_{I} = \frac{i_{o}}{i_{i}} = - \beta \cdot \frac{R_{12}}{R_{12} + r_{i}} \cdot \frac{R_{o}}{R_{o} + R_{L}}$

$$R_{i} = R_{12}{\parallel \lbrack r}_{i} + \left( \beta + 1 \right)(R_{E}{\parallel R}_{L})\rbrack R_{o} = R_{E}\frac{r_{i} + R_{12}{\parallel R}_{W}}{\beta + 1}K_{U} = \frac{g_{m}({R_{E} \parallel R}_{L})}{1 + g_{m}({R_{E} \parallel R}_{L})} \cdot \frac{R_{i}}{R_{W} + R_{i}}$$

$$K_{I} = (\beta + 1) \cdot \frac{{R_{12} \parallel R}_{W}}{{R_{12} \parallel R}_{W} + r_{i}} \cdot \frac{R_{E}}{R_{E} + R_{L}}$$

Parametry stabilizatorów Do najważniejszych parametrów stabilizatory należy zaliczyć: nominalna wartość napięcia wyjściowego Uwy i jego tolerancja| maksymalny prąd wyjściowy Iwy| maksymalny prąd zwarcia Izw|

zakres dopuszczalnych zmian napięcia wejściowego Uwemin do Uwemax |minimalny spadek napięcia pomiędzy wyjściem, a wejściem potrzebny do właściwej stabilizacji napięcia wyjściowego|współczynnik stabilizacji napięciowej Su=DUwy/DUwe

współczynnik stabilizacji prądowej| rezystancja wyjściowa Rwy=DUwy/Diwy| sprawność energetyczna h=(Uwy· Iwy)/(Uwe· Iwe)

Zasada dział stabilizatorów napięcia: szeregowo ze źródłem niestabiliz napięcia stałego jest włączony liniowy element regul (tranzystor szeregowy) sterowany poprzez pętlę sprzęż zwrot tak, aby napięcie wyjściowe (lub prąd wyjściowy) miało stałą wartość. Wartość Uwy stabilizatora jest zawsze mniejsza od wartości napięcia niestabiliz doprowadzanego do jego wejścia, a na elemencie regulacyjnym zawsze wydziela się pewna moc (dokładniej, moc ta jest równa średniej wartości I_wy(U_we – U_wy)). Drugorzędną odmianą stabilizatorów napięcia stałego są stabilizatory równolegle, w których element regulacyjny jest włączony między wyjście a masę, a nie szeregowo z obciążeniem. Układ stabilizatora równoległego jest podobny do układu stabiliz z diodą Zenera.

Wzmacniacz różnicowy jest układem dwuwejściowym zbudowanym z dwóch tranzystorów pracujących w układzie OE mających wspólny obwód emiterowy (w najprostszym przypadku rezystor RE). We wzmacniaczach różnicowych stosowane są tranzystory NPN lub PNP. Powinny mieć one jednakowe parametry, celem zapewnienia symetrii charakterystyk w zakresie liniowym ( osiągane w układach scalonych) i duże wzmocnienie prądowe. Suma prądów płynących przez oba tranzystory jest równa prądowi źródła:IC1 + IC2 = I0 Źródło powinno charakteryzować się dużą rezystancją wewnętrzną dynamiczną, dzięki czemu maleją wejściowe prądy polaryzacji( średnia prądów wejściowych I = (Iwe1 + Iwe2)/2 ) oraz prądy niezrównoważenia . Zadaniem wzmacniacza różnicowego (rys.1) jest wytworzenie na wyjściu napięcia (napięciem wyjściowym może być UC1, UC2 lub ich różnica), którego wartość jest proporcjonalna do różnicy napięć między jego wejściami ( UB1 – UB2).Wzmacniacz różnicowy może być sterowany z dwóch źródeł, które dołącza się do baz obu tranzystorów – sterowanie symetryczne albo z jednego źródła sterowanie asymetryczne. W tym przypadku źródło sygnału dołącza się do bazy jednego z tranzystorów a bazę drugiego zwiera się do masy. Wyjście układu może być symetryczne z kolektorów obu tranzystorów, albo asymetryczne między kolektorem jednego z tranzystorów a masą.Układ umożliwia więc asymetryczne lub symetryczne WE i WY w dowolnych kombinacjach. Przy stosowaniu każdej z tych kombinacji uzyskuje się różne parametry.We wzmacniaczu różnicowym oba tranzystory pracują w stanie aktywnym. Jego zasada działania jest następująca. Zakładamy, że napięcie UB2 tranzystora T2 nie ulega zmianie (np. jest równe zeru). Sygnał wejściowy jest podawany na bazę tranzystora T1. Wzrost napięcia Ub1 powoduje wzrost napięcia Ue1 a tym samym zmniejszenie napięcia Ube2 Skutkiem tego następuje zmniejszenie prądu ie2 i prądu ic2 tranzystora T 2 oraz zwiększenie prądu iel i prądu icl tranzystora T l. W wyniku tego zmniejsza się napięcie uc1 tranzystora T1. Zatem napięcie uc1 jest odwrócone w fazie względem napięcia wejściowego Ubl.Zmniejszenie wartości prądu płynącego przez kolektor tranzystora T2 (i0 = icl + ic2), powoduje z kolei wzrost napięcia uc2 na kolektorze tego tranzystora. Napięcie uc2 jest zgodne w fazie z napięciem wejściowym ub2.