Elektronikawzad11

W. CiąiyAsfci - ELEKTRONIKA W ZADANIACII

Częśi I: OMiczaiue punktów pr»cy prryradów pótpnxvrodntlun*ydt

Zadanie 1.5

Przeanalizować w jaki sposób w układzie wzmacniacza prądu zmiennego z poprzedniego zadania na położenie punktu pracy P, a zatem na maksymalną amplitudę niezniekształconego sygnału wyjściowego wpłynie podłączenie rezystora

obciążającego Rl o wartości rezystancji równej l ,5 kT2:

1. bezpośrednio do kolektora tranzystora;

2. poprzez kondensator sprzęgający C, o

Rys. 1.5.1

wartości pojemności na tyle dużej, że

dla częstotliwości / sygnału jego

impedancja / / (2rcf Cs) może być uznana za równą zeru.

Wszystkie pozostałe dane i założenia upraszczające jak w poprzednim zadaniu.

Rozwiązanie

Ad 1. Pomyślmy o tym układzie tak. jak gdyby obwód bazy i obwód kolektora tranzystora były zasilane z oddzielnych źródeł napięcia 10 V i zajmijmy się tylko obwodem    ^

kolektorowym (patrz, rysunek 1.5.2). Na mocy twierdzenia Thevenina wycinamy z tego obwodu element nieliniowy (tranzystor), a pozostałą liniową część zawierającą SEM    ^

źródła zasilającego i dzielnik rezystancyjny zbudowany na    | •

rezystorach Rc i Rl sprowadzamy do zastępczego układu ,    ^ /    ^F

złożonego z jednego źródła - równoważnej SEM Ez i ^Bj ’    ■ T ¹-

zastępczej rezystancji wewnętrznej R? - przy czym £7 jest    ^v- - *^E

równe napięciu panującemu w miejscu wyciętej gałęzi:

Rys. 1.5.2

a rezystancja wewnętrzna jest równa rezystancji widzianej z

miejsca wycięcia (oznaczonego na rysunku 1.5.2 krzyżykiem) przy zwartej SEM

zasilania:

Przy nic zmienionej wartości tg = 30 pA znajdujemy nowy punkt pracy P’ (patrz rysunek 1-5.3) jako przecięcie odpowiedniej charakterystyki tranzystora z nową prostą obciążenia przechodzącą teraz przez punkty A’(5 V; O mA) i B’(0 V; 6,67 mA). Punkt ten jest określony przez prąd Ic- 3 mA i napięcie:

Uce(R‘ ) = Ez-lc-Rz = 5 V - 3 mA • 0.75 kEl = 2,75 V

Rys. 1.5.3

Utrzymując w mocy założenie, ż.e U ces- 1 V otrzymujemy w wyniku sytuację, w

której na składową stałą równą 2,75 V można nałożyć bez zniekształceń sygnał zmienny o maksymalnej amplitudzie równej 1,75 V. Przy większych amplitudach sygnał byłby „obcinany od dołu”, czyli zniekształcona byłaby ujemna połówka składowej zmiennej (np. sinusoidalnej) napięcia wyjściowego. Dodatnia połówka sygnału wyjściowego byłaby zniekształcana dopiero dla amplitud większych od

2.25    V.

Rys. 1.5.4

Ad 2. Podłączenie R_L przez kondensator sprzęgający C, nie zmienia układu z zadania 1.4 dla prądu stałego. Nie ulega zatem zmianie położenie punktu pracy P, który nadal jest określony przez /c= 3 mA i Ucz - 5,5 V. Dla częstotliwości sygnału kondensator stanowi jednak zwarcie i rezystor Rl okazuje się podłączony równolegle do Rc (składowa zmienna o częstotliwości sygnału jest w punkcie o stałym potencjale £_CC=+10V oczywiście równa zeru). Tak więc prosta obciążenia dla składowej zmiennej przechodzi przez punkt P (patrz rysunek 1.5.4), ale ma nachylenie określone przez rezystancję R_z = R_l\\R_c= 750 Q, czyli zmniejszeniu prądu lc równego 3 mA do zera odpowiada teraz przyrost napięcia równy: óUcz — Ale R'i = 3 mA * 750 £2 —

2.25    V. Sygnał wyjściowy, który' w tym przypadku nic ma składowej stałej może zatem mieć bez zniekształceń dodatnią amplitudę nie przekraczającą 2,25 V. Z rysunku 1.5.4 wynika, że przy próbie zwiększenia amplitudy sygnału wyjściowego ponad 2,25V najpierw' uległyby obcięciu górne połówki sygnału wyjściowego w wyniku wchodzenia tranzystora T w stan odcięcia.

Każdy liniowy 4w^rójmk. aktywny    . za.s(ąp;ć układem siadającym. ,$i$

szeregowo łączonych:

- / SBM    napięciu wy$tę^^Wv;

na jego zaciskach pr2y braku obciążenia).    . ' ‘

■ rezystancji j?7-równei rezystancji; \vewr»ętiznct dwójnikat&^tanćji:

w idzianej ponuędzy jego zadskńmi ptży

SUŃt • rozwartych SPM dziąjąjącycli wewnątrz dwójmka). •' •