За основной электрод, от которого отсчитываются напряжения, в данной схеме принимается эмиттер. Цепь базы – входная, а коллекторная цепь– выходная

Тогда коэффициент усиления по току K_iэ=i_k/i_б=β=α/(1-α).

Так как α~0.91-0.99, коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером оказывается больше 1 эта схема может быть использована для усиления тока.

Выражение для коэффициента усиления по напряжению для этой схемы:

K_uэ=U_вых/U_вх=i_kR_Hэ/(i_бR_вхэ)=β R_Hэ/R_вхэ.

Входное сопротивление в этой схеме: R_вхэ=U_вх/i_вх=U_эб/i_б

Выразим ток базы через ток эмиттера: i_б=i_э(1-α)

Подставим в выражение для входного сопротивления: R_вхэ= U_эб/i_э(1-α)=R_эб/(1-α)=R_эб(1+ β)

Тогда K_Uэ=βR_Hэ/(1+ β)R_эб=α R_Hэ/ R_эб.

Сопротивление R_эб открытого перехода обычно << нагрузочного сопротивления R_Hэ, поэтому K_Uэ>1 схема ОЭ может быть использована и для усиления напряжения.

Коэффициент усиления по мощности:

K_pэ=K_iэK_Uэ=β²R_Hэ/(1+ β)R_Эб=α² R_Hэ/(1-α)R_Эб.

Если проанализировать это выражение, то можно доказать, что схема ОЭ может быть использована и для усиления мощности.

При этом в соответствии с условным положительным направлением напряжение в схеме ОЭ входной и выходной сигналы находятся в противофазе, то есть сдвинуты относительно друг друга на угол, равный 180⁰.

10,11,12. Схема включения транзистора с общим коллектором и её коэффициенты.

Схема ОК имеет большое входное сопротивление, порядка десятков и сотен кОм, и низкое выходное сопротивление. Поэтому эту схему часто применяют в многокаскадных усилителях в качестве согласующего каскада и выходного каскада при работе на низкоомную нагрузку.

Коэффициент усиления по току может быть записан:

K_ik=i_вых/i_вх=i_э/i_б= i_э/ i_э(1-α)=1/(1-α)=1+ β>1.

Коэффициент усиления по напряжению для схемы ОК:

K_Uk=U_вых/U_вх=i_эR_Hk/(i_бR_вх)=K_ik R_Hk/R_вх.

При этом входное сопротивление для схемы ОК: R_вхк=U_вх/i_б=U_вх/i_э(1-α).

По второму закону Кирхгофа: U_вх=i_эR_Hk+U_эб. Подставляем в предыдущую формулу:

R_вхк=R_Hk/(1-α)+U_эб/i_э(1-α)= R_Hk/(1-α)+ R_эб/(1-α).

Так как R_эб<<R_Hk, это выражение можно упростить:

R_вхк=R_Hk/(1-α) ≈ R_Hk(1+ β).

Значит, входное сопротивление схемы ОК зависит от сопротивления нагрузки и может достигать больших значений порядка 10-100 кОм.

Подставляем входное сопротивление вида R_вхк=R_Hk/(1-α) в коэффициент напряжения, получаем: K_Uk≈1. Значит, схема с общим коллектором не пригодна для усиления напряжения.

Коэффициент усиления по мощности: K_Pk= K_ikK_Uk =1/(1-α) ∙ 1 ≈1/(1-α)=β+1.

Полученные выше формулы позволяют дать сравнительную оценку возможных схем включения транзистора и установить эффективность применения той или иной схемы с точки зрения усиления тока, напряжения и мощности.

ТОК: K_ik≈K_iэ≈50K_iб при α=0.98;

НАПРЯЖЕНИЕ: K_Uб≈K_Uэ>>K_Uk

ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ: R_вхк>>R_вхэ≈ 50R_вхб

МОЩНОСТЬ: K_Pэ≈50K_pб>K_pk при равенстве нагрузочных сопротивлений для ОЭ и ОБ.

15. Однополупериодный выпрямитель, принцип действия, коэффициент пульсации выпрямленного тока.

Выпрямлением называется процесс преобразования переменного тока в постоянный при помощи устройств, обладающих односторонней проводимостью. Устройства, используемые при этом, называются выпрямительными.

Выпрямительное устройство (ВУ) обычно состоит из трёх основных элементов:

- трансформатора (изменяет величину переменного напряжения из источника питания, приводя её к величине требуемого напряжения);

- электрического вентиля (непосредственно осуществляет выпрямление переменного тока), бывают полупроводниковые, вакуумные электронные, газоразрядные;

- сглаживающего фильтра (уменьшает пульсацию выпрямленного тока и напряжения на выходе ВУ).

При выпрямлении переменного тока, в зав-ти от числа фаз сети, питающей ВУ, и характера нагрузки, а также требований для выпрямленного тока и напряжения, электрические вентили соединяются по различным схемам. При выпрямлении однофазного переменного тока простейшими схемами выпрямления является однополупериодная и двухполупериодная однотактные однофазные схемы. Однотактными выпрямительными схемами наз-ся такие схемы, при которых ток во вторичной обмотке трансформатора протекает только в одном направлении.

Схема однополупериодного выпрямителя:

При подаче переменного sin-идального напряжения на первичную обмотку трансформатора напряжение на зажимах вторичной его обмотки также будет переменным синусоидальным и будет равно U₂=U_2msinwt. Диод проводит электрический ток только в том случае, когда его анод относительно катода будет иметь положительный потенциал. Поэтому ток в цепи – вторичная обмотка, диод и нагрузка – будет протекать только в одном направлении, то есть в течение одной половины периода переменного напряжения U₂. В результате этого ток, протекающий в цепи нагрузки, оказывается пульсирующим. Максимальное значение тока:

I_m=U_2m/R_H, где R_H – сопротивление потребителя постоянного тока.

Кривая получаемого в процессе однополупериодного выпрямления пульсирующего тока может быть разложена в гармонический ряд Фурье:

i=I_m(1/π+1/2 sinwt-2/3π∙1 cos2wt-…).

Пульсирующий ток, как видно из выражения, кроме переменных составляющих содержит также и постоянную I₀=I_m/π. Отсюда постоянная составляющая напряжения

U₀=I₀R_H=I_m/π ∙ R_H=U_2m/π.

Через действующее значение напряжения: U₀=√2 ∙ U₂/π.