Нагрузочная характеристика усилительного каскада

В процессе воздействия сигналов на входные электроды усилительного прибора значения токов и напряжений в каскаде изменяются, а рабочая точка занимает различные положения. Линия на плоскости выходных характеристик, по которой движется рабочая точка в процессе воздействия сигналов на вход усилителя, называется нагрузочной линией или нагрузочной характеристикой. При чисто резистивном характере нагрузки в области линейного усиления нагрузочная характеристика имеет вид прямой, совпадающей с вольтамперной характеристикой сопротивления нагрузки R_Н (рис. 3.2).

На рис. 3.2 показаны графики изменения всех токов и напряжений транзистора в схеме с ОЭ при гармоническом входном сигнале, построенные по статическим характеристикам транзистора (т.н. графоаналитический расчет транзисторного каскада усиления).

Рис. 3.2. Графический анализ токов и напряжений в усилительном каскаде по схеме с ОЭ, нагрузочная характеристика транзисторного усилительного каскада

при комплексной нагрузке, например при резистивно-емкостном ее характере, между сигнальными изменениями тока и напряжения наблюдаются фазовые сдвиги, в результате чего рабочая точка в процессе усиления сигналов перемещается на плоскости выходных характеристик транзистора не по линии, а по контуру, называемому траекторией движения рабочей точки. Конфигурация этой траектории зависит от формы сигнала, его интенсивности и скорости изменения во времени, а также от степени отклонения характера нагрузки от резистивной.

В общем случае при комплексной нагрузке рабочая точка может существенно отклоняться от резистивной нагрузочной характеристики, что в ряде случаев приводит к ее выходу за пределы области безопасной работы транзистора и перегрузке выходной цепи по току (при емкостном характере нагрузки) или напряжению (при индуктивном). В целях предотвращения выхода из строя транзисторов в цепь нагрузки часто включают специальные элементы защиты, такие как диоды, стабилитроны, варисторы.