Усилители на биполярных и полевых транзисторах

Усилителем называют устройство для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения, тока, мощности).

Основными параметрами усилителя являются:

- коэффициент усиления напряжения К_U = U_выхмах/U_вхмах

- коэффициент усиления тока К_i = I_выхмах/I_вхмах;

- коэффициент усиления мощности

К_р = Р_выхмах/Р_вхмах = U_выхмах I_выхмах/ U_вхмах I_вхмах = К_U К_i

Коэффициент усиления мощности K_P обязательно > 1, а значит K_U

или K_I > 1.

Усилители состоят из нескольких ступеней, называемых каскадами, которые осуществляют последовательное усиление сигнала. Число каскадов зависит от требуемых K_U, K_I, K_P. Каскады предварительного усиления предназначены для усиления напряжения, а выходные каскады − для получения требуемой ими мощности или тока в нагрузке.

Основными элементами каскада являются управляемый элемент УЭ (биполярный или полевой транзистор), резистор R_K, источник E_K, образующие выходную цепь.

а б

Схема и характеристики усилителя: а - схема усилителя; б - характеристики

Усиление происходит за счет преобразования энергии источника постоянной ЭДС E_K в энергию переменчивого напряжения в выходной цепи за счет изменения сопротивления R_ЭК транзистора по закону, задаваемому входным сигналом U_вх. Для оптимальной работы транзистора (чтобы не было искажения формы U_вых), в выходной цепи должны быть постоянные составляющие тока и напряжения. Для этого во входную цепь, кроме усиливаемого сигнала, подают постоянное напряжение. Постоянные составляющие І_кп, U_вх.п, U_вых.п определяют режим покоя каскада.