УДК 004.021

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ РЕЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Пинт Эдуард Михайлович1, Сёмов Иван Николаевич2
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, профессор кафедры «Механизация и автоматизация производства»
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, магистр

Аннотация
Данная статья освещает вопрос связанный с резисторным усилителем напряжения на биполярном транзисторе. Приведены принципиальные схемы усилителей и дано назначение основных элементов.

Ключевые слова: микросхема, производственный процесс, системы управления


SCHEMATIC DIAGRAMS OF THE RESISTOR VOLTAGE AMPLIFIER

Pint Edyard Michaylovich1, Semov Ivan Nikolaevich2
1Penza state university of architecture and construction, candidate of sciences, professor of the department "Production Mechanization and automatization"
2Penza state university of architecture and construction, Undergraduate

Abstract
This paper considers the problem associated with the thyristor voltage amplifier bipolar transistor. Shows a schematic diagram of amplifiers and given to the appointment of basic elements.

Рубрика: Общая рубрика

Библиографическая ссылка на статью:
Пинт Э.М., Сёмов И.Н. Принципиальные схемы резисторного усилителя напряжения // Исследования в области естественных наук. 2015. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://science.snauka.ru/2015/04/9867 (дата обращения: 29.04.2017).

Основным назначением резисторного усилителя является усиление напряжения. Он имеет простую схему, малые размеры и достаточно хорошие электрические характеристики. Резисторные усилительные каскады получили широкое распространение в видеоусилителях, усилителях звуковых частот (усилителях низких частот), усилителях постоянного тока. Эти усилители широко используются в информационных системах, в радиопередающих и радиоприемных устройствах, в устройствах автоматики и т.д [1,2,3].

Рассмотрим принципиальные схемы резисторного усилительного каскада на биполярном транзисторе и выясним назначение элементов [4]. Предположим, что усилительный каскад является промежуточным каскадом многокаскадного усилителя.

Рисунок Схемы резисторного усилителя напряжения
на биполярном транзисторе:
а – схема с фиксированным током базы;
б – схема с фиксированным напряжением базы

Резистор Rк является коллекторной нагрузкой транзистора. Он обеспечивает динамический режим работы транзистора – режим усиления [5,6].

Конденсатор С2(С1) называется разделительным. Этот конденсатор отделяет по постоянной составляющей базу транзистора последующего каскада, имеющую низкий потенциал, от коллектора транзистора предыдущего каскада, имеющего высокий потенциал, и служит для передачи переменного напряжения с коллектора предыдущего транзистора на базу последующего. Резисторный усилитель напряжения работает в режиме класса А.

В простейшем резисторном усилителе напряжения на биполярном транзисторе напряжение смещения на базе транзистора Uб0, задающее рабочую точку на середине прямолинейного участка динамической входной характеристики, создается с помощью дополнительного источника Еб. Для упрощения и удешевления схемы смещение во входные цепи транзисторов целесообразно подавать от источника коллекторного питания, при этом усилитель будет иметь только один источник питания [7,8,9].

На рис.,а отрицательное смещение на базу транзистора подается через резистор Rб, сопротивление которого во много раз больше сопротивления участка «база – эмиттер» постоянному току. При этом постоянный ток базы Iб0, текущий через Rб, приближенно равен Ек/Rб и не меняется при изменении температуры, старении и замене транзистора; поэтому такой способ подачи смещения называется смещением фиксированным током базы. Напряжение смещения на базе

Uб0 = – Ек + Iб0Rб.

На рис.,б смещение на базу подается от делителя напряжения, образуемого резисторами R1 и R2 и подключенного к источнику коллекторного питания. Если сопротивление делителя, равное по отношению к цепи базы параллельному соединению R1 и R2, много меньше сопротивления участка «база – эмиттер» постоянному току, напряжение смещения Uб0 практически не будет меняться при изменении температуры, старении и замене транзистора [10]. Этот способ смещения называют смещением фиксированным напряжением участка «база – эмиттер». Для устранения влияния тока базы Iб0 на напряжение Uб0 необходимо, чтобы ток делителя IД >> Iб0. Тогда, как уже говорилось выше, ни изменение температуры, ни старение и замена транзистора не изменят напряжение Uб0. Однако для выполнения неравенства IД >> Iб0 приходится уменьшать сопротивление делителя R1, R2, что приводит к снижению входного сопротивления схемы и увеличению потребления тока от источника питания. Напряжение смещения

Uб0 = – Ек + UR1= – Ек + (IД+Iб0)R1.

Многие типы современных транзисторов имеют разброс статического коэффициента усиления по току h21Э. Так как Iк.ртh21ЭIб0, замена транзистора в каскаде со смещением фиксированным током базы может значительно изменить постоянный ток коллектора Iк.рт, что совершенно недопустимо [11,12,13]. Изменение температуры при этом способе подачи смещения также приводит к изменению постоянного тока коллектора Iк.рт в основном за счет изменения обратного тока коллекторного р–п-перехода Iк0. Режим с фиксированным током базы оказывается недостаточно устойчивым. При смещении фиксированным напряжением участка «база – эмиттер» старение и замена транзистора, изменение температуры меньше влияют на постоянный ток коллектора Iк.рт; поэтому смещение фиксированным напряжением участка «эмиттер – база», несмотря на расход мощности источника питания в делителе, находит более широкое применение [14].


Библиографический список
  1. Интегральные микросхемы в системах управления производственными процессами: моногр. / Э.М. Пинт, И.Н. Петровнина, И.И. Романенко, К.А. Еличев.. – Пенза: ПГУАС, 2014. – 140 с.
  2. Оптимизация устройства агрегации микрометрических тел с встречновращающимися лентами Мёбиуса: монография / А.В. Яшин, В.С. Парфенов, В.Н. Стригин, И.Н. Сёмов.– Пенза: ПГУАС, 2014 – 164 с.
  3. Кухарев, О.Н. Результаты исследований барабанного дражиратора / О.Н Кухарев, И.Н. Сёмов, А.М. Чирков // Нива Поволжья . – 2010. – №1 – С. 54-57.
  4. Кухарев, О.Н. Эффективность применения барабанного дражиратора с вращающимся дном / О.Н Кухарев, И.Н. Сёмов, А.М. Чирков // Тракторы и сельхозмашины. – 2011. –№ 9. – С. 34-36.
  5. Нохрин, А.Н. Электротехника и электроника. Ч 2. Электроника [Текст]: учеб. пособие / А.Н. Нохрин, А.К. Кудрявцева. – Череповец: Изд-во ГОУ ВПО ЧТУ, 2007.
  6. Пинт, ЭМ. Резисторный усилитель напряжения: теоретические сведения, расчет и применение [Текст]: моногр. / Э.М. Пинт [и др.]. – Пенза: Изд. ПГУАС, 2012.
  7. Пинт, Э.М. Основы теории, расчета линейных электрических цепей и электроснабжения объектов [Текст]: учеб. пособие / Э.М. Пинт [и др.]. – Пенза: Изд. ПГУАС, 2012.
  8. Ларюшин, Н.П. Механизация технологического процесса дражирования семян сахарной свеклы: монография / Н.П. Ларюшин, О.Н Кухарев, И.Н. Сёмов, А.М. Чирков // Пенза: 2012. – 102 с.
  9. Сёмов, И.Н. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров дискового высевающего аппарата с подпружиненным выталкивателем семян сахарной свеклы [текст]: дисс. … канд. техн. наук: 05.20.01: защищена 15.06.2007 утв. 02.11.2007 / Сёмов Иван Николаевич. – Пенза, 2007 – 130 с.
  10. Оптимизация устройства с эластичным элементом для дозирования калиброванных сыпучих материалов: монография [текст] / Н.П Ларюшин,  И.Н.  Семов.  О.Н.  Кухарев,  И.И.  Романенко// Пенза:  ПГУАС, 2014. – 172 с.
  11. Пинт Э.М., Сёмов И.Н. Классификация интегральных микросхем // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/02/48130 (дата обращения: 23.04.2015).
  12. Пинт Э.М., Сёмов И.Н. Проблемы конструирования микроэлектронной аппаратуры // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/48213 (дата обращения: 23.04.2015).
  13. Пинт Э.М., Сёмов И.Н. Классификация полупроводниковых электронных приборов // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/49993 (дата обращения: 23.04.2015).
  14. Пинт Э.М., Сёмов И.Н. Режимы работы транзистора в усилителях // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/50001 (дата обращения: 23.04.2015).


Все статьи автора «Сёмов Иван Николаевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: