Image78 (3)

JUCTO

A

/

Top www

Rys. 42

10V

Rys. 41

Mimo wszystko taki układ z jednym rezystorem polaryzacji bazy jest nieco lepszy niż całkowicie bezużyteczny podręcznikowy” wzmacniacz według rysunku 39 z dzielnikiem napięcia bazy. Dzielnik Rl, R2 powinien dostarczać napięcia polaryzacji bazy (około 0,6V), ale niestety, napięcie przewodzenia baza emiter znacząco zmienia się z temperaturą, a napięcie dzielnika zależy od napięcia zasilania. Taki najprostszy układ z dzielnikiem w ogóle nie nadaje się do praktycznych zastosowań ze względu na koszmarnie złą stabilność. Przy zmianach temperatury i nawet niewielkich wahaniach napięcia zasilania, silnie zmieniałyby się prąd kolektora i napięcie stałe na kolektorze. W dalsze szczegóły nie musisz się wgłębiać - wzmacniacza o schemacie z rysunku 39 nie wykorzystuje się w praktyce. Zanim jednak przejdziemy do pokrewnych, bardziej praktycznych układów pracy, zasygnalizuję Ci pewne elementarne zagadnienia, które musisz dobrze zrozumieć

Rys. 39

Elementarne zasady

Po pierwsze, „naturalnym” sygnałem wyjściowym tranzystora jest prąd kolektora, natomiast wielkość stałego napięcia wyjściowego oraz wielkość zmian tego napięcia zależy od wartości rezystancji w obwodzie kolektora. Czy wiesz, że napięcie na kolektorze obliczamy „okrężną drogą”? Najpierw mając prąd kolektora i oporność obciążenia, z prawa Ohma obliczamy spadek napięcia na tej oporności: Ur = Ic*Rt

Dopiero wtedy odejmujemy tak obliczoną wartość od napięcia zasilania i otrzymujemy napięcie między kolektorem i emiterem, czy jak kto woli - napięcie kolektora (względem masy) Uc ** Uzas Ur

Już lulaj widać, że napięcie stałe na kolektorze zależy też od wartości napięcia zasilania - patrz rysunek 40. Ale teraz dla nas nąjważ-

Rys. 40

niejsza jest inna zależność. Rysunek 41 pokazuje bardzo wyraźnie, że czym większa rezystancja rezystora w obwodzie kolektora, tym większe są zmiany napięcia, wywoływane przez dane zmiany prądu. Te same zmiany na wejściu powodują na wyjściu zmiany napięcia wprost proporcjonalne do rezystancji Re Dotyczy to oczywiście także wzmacniania przebiegów zmiennych, co dla prądu spoczynkowego ImA obrazowo przedstawia rysunek 42. Oznacza to, że niewątpliwie wzmocnienie napięciowe zalety od wartości rezystancji obciątenia w kolektorze.

Wydawałoby się więc, że należy stosować jak największe wartości rezystancji w obwodzie kolektora...

Niestety, pojawia się poważny problem. Na pewno nie można ot tak, po prostu dowolnie zwiększyć rezystancji kolektorowej, ponieważ coraz większe stałe napięcie (spoczynkowa) na rezystorze i coraz mniejsze na tranzystorze wprowadzi w końcu tranzystor w stan nasycenia, a wtedy nie ma żadnego wzmacniania. Zwiększanie rezystancji w kolektorze musi być związane albo z podwyższaniem napięcia zasilania, co często nie jest możliwe (choćby z uwagi na maksymalne napięcie Uce tranzystora), albo też ze zmniejszeniem prądu kolektora, co też nie zawsze jest korzystne. Ale nie to jest największym problemem.

Otóż po drugie, wszelkie tego rodzaju wzmacniacze napięcia z rezystorem umieszczonym w obwodzie kolektora mają rezystancję wewnętrzną praktycznie równą oporności tego rezystora umieszczonego u kolektorze - wynika to z faktu, że obwód kolektora tranzystora ma właściwości źródła prądowego. Czym większa rezystancja w obwodzie kolektora, a tym samym oporność wyjściowa takiego wzmacniacza, tym wrażliwszy staje się on na wpływ dołączonego obciążenia zewnętrznego. Rysunek 43 pokazuje przykład i uproszczony schemat zastępczy. W szczegóły nie musisz się wgłębiać, nie musisz nawet rozumieć sensu rysunku 43b, jednak musisz dobrze zrozumieć, a nawet poczuć intuicyjnie, na czym polega problem.

Otóż zasadniczo czym większa rezystancja Rc, tym większe wzmocnienie. I na schemacie wszystko wygląda pięknie.

Niestety, w praktyce wyjście zawsze jest

+10V

&

"“LI

wyjście

5

duża rezystancja Rc obciążone - zwykle wejściem następnego stopnia, a na nieszczęście wejście prostego wzmacniacza napięć zmiennych, choćby według wcześniejszego rysunku 18, ma dla przebiegów zmiennych bardzo maią rezystancję wejściową. Dołączenie zewnętrznego obciążenia powoduje więc, że sygnał wyjściowy maleje, a więc wypadkowe wzmocnienie napięciowe się zmniejsza. Występuje tu analogiczny problem, jak w źródle napięciowym

Elektronika dla Wszystkich Październik 2006 25