Принцип работы усилителя.

Усилительные устройства предназначены для усиления переменных сигналов и, в частности, синусоидальных сигналов, подаваемых на вход усилителя.

Наличие одного только усилительного элемента (биполярного или полевого транзистора) без других элементов (резисторов, конденсаторов и т.д.) не может обеспечить усиление переменного сигнала. Связано это с тем обстоятельством, что усилительный элемент требует определенной полярности на всех электродах, т.е. он может преобразовывать сигналы только пульсирующие (т.е. одной полярности). Следовательно, усилительное устройство должно содержать элементы, позволяющие преобразовывать переменные сигналы на входе усилительного устройства в пульсирующие сигналы на электродах усилительного элемента. Такими элементами являются источник питания (с постоянной э.д.с. Eк и резисторы Rк и Rб), задающие определенные постоянные потенциалы на электродах усилительного элемента, т.е. режим по постоянному току, так называемый “режим покоя”. Переменный электрический сигнал, подаваемый на вход, складывается с постоянной составляющей от источника питания и вызывает изменение потенциалов необходимой полярности на всех электродах усилительного элемента. В результате на выходе также будет получен усиленный переменный сигнал.

Для обеспечения динамического режима работы усилительного элемента последовательно с ним в цепь постоянного источника включается нагрузочный резистор Rк. При этом в соответствии со 2-м законом Кирхгофа изменение напряжения на этом резисторе будет иметь такой же характер как и на усилительном элементе, но только противоположной полярности. Включение источника питания Е_к и нагрузочного резистора R_к к биполярному транзистору показано на рис.3

I_б

+Е_к Uкэ I_б

В

I_k R_k В

Р.Т.

i_b Uкэ_о

U_кэ

Uбэ_о А Uбэ

U_бэ

Рис.4 Характеристика Uкэ = f(Uбэ)

Рис.3 Схема включения

биполярного транзистора

Значения постоянных напряжений Uкэ_о и Uбэ_о и тока Iб_о транзистора в режиме покоя определяются с помощью приведенных на рис.4 статических характеристик.

Следует отметить, что поскольку параметры транзисторов сильно зависят от температуры, положение рабочей точки может сильно колебаться при изменениях температуры. Поэтому в реальных схемах усилителей должна быть предусмотрена температурная стабилизация положения рабочей точки.