ym104432846
Вставьте ссылку на видео из Youtube, Rutube, VK видео
Задайте вопрос по видео
Что вас интересует?
00:00:16
Методика задания начального режима с помощью базового тока:
  • 1. Для задания начального режима усилителя решено использовать базовый ток, определяющий ток коллектора
  • 2. Оптимальное значение базового резистора рассчитано по формуле Rₒ = 2 × h₂₁ × R₃, где h₂₁ — коэффициент передачи тока, R₃ — сопротивление коллектора
  • 3. Падение напряжения на резисторе должно составлять половину питающего напряжения для корректной работы схемы
00:02:50
Недостатки методики задания начального режима базовым током:
  • 1. Значение базового резистора нестабильно и зависит от коэффициента передачи тока транзистора (h2)
  • 2. Коллекторный ток схемы определяется значением базового тока и коэффициентом передачи транзистора (ash21), следовательно, подбор резистора индивидуален под каждый транзистор
  • 3. Для упрощения технологического процесса сборки изделий предлагается задать начальный режим работы транзистора независимо от конкретного транзистора, используя фиксированный базовый ток
00:04:53
Альтернативный метод задания начального режима с помощью потенциала базы:
  • 1. Для стабилизации начального режима работы предложено использовать резистор в цепи эмиттера, чтобы снизить чувствительность коллекторного тока к напряжению базы-эмиттера
  • 2. Рассматривается возможность задания требуемого значения коллекторного тока через подбор величины падения напряжения на резисторе в цепи эмиттера
  • 3. Предложено учитывать напряжение база-эмиттер (обычно около 650 мВ) при расчёте необходимого потенциала базы для обеспечения нужного режима работы устройства
00:11:17
Преимущества метода задания начального режима потенциалом базы:
  • 1. Разработана схема задания начального режима работы устройства через установку потенциала базы, определяющего режимный ток
  • 2. Введена возможность задания режимного тока с помощью напряжения на базе, исключающая значительную зависимость от напряжения база-эмиттер
  • 3. Предложено использовать единый источник питания для задания базовой потенциальной точки, вместо отдельного источника на каждый транзистор
00:13:04
Использование делителя напряжения для задания начального режима:
  • 1. Предложено использовать конструкцию «делитель напряжения», состоящую из двух резисторов, для получения регулируемого источника постоянного напряжения
  • 2. Напряжение на выходе делителя регулируется соотношением значений сопротивления резисторов (р1 и р2)
  • 3. Диапазон выходного напряжения делителя варьируется от нуля до значения входного напряжения
00:16:27
Теория делителя напряжения и эквивалентные источники:
  • Рассчитаны параметры эквивалентного источника электродвижущей силы (эдс), включая напряжение холостого хода и внутреннее сопротивление
  • Предложена методика измерения эквивалентного сопротивления схемы путем изменения условий работы схемы и исключения влияния источников эдс и источников тока
  • Разработана схема стабилизации напряжения с использованием делителей напряжения и базовых делителей, обеспечивающих стабильный режим работы электронных устройств
00:45:18
Температурная стабильность схемы задания начального режима:
  • 1. Выявлены две причины температурной нестабильности работы транзисторов
  • 2. Ситуация осложняется изменением режима работы транзисторов при изменении температуры
  • 3. Начальная нестабильность режима связана с коэффициентом передачи сигнала
00:45:49
Влияние обратной проводимости транзистора на начальный режим:
  • Обратный ток коллекторного диода (ток коллектор-база) значительно возрастает при повышении температуры, увеличиваясь примерно в 1000 раз в диапазоне от −50°C до +50°C
  • При задании постоянного базового тока в нестабилизированной схеме обратный ток коллектора усиливает температурную зависимость тока коллектора, приводя к падению напряжения на коллекторе
  • Использование схемы стабилизации режима транзистора с заданием потенциала базы позволяет уменьшить влияние обратного тока коллектора и компенсировать его температурную зависимость
00:56:27
Ограничения транзистора и выбор начальной рабочей точки:
  • Рассматривается задание начального режима работы транзистора путем определения его рабочих точек в четырёхмерном пространстве
  • Для описания поведения транзистора используются функциональные зависимости между четырьмя основными параметрами (напряжения и токи)
  • Визуализация характеристик транзисторов осуществляется построением семейства входных и выходных вольтамперных характеристик в трёхмерном пространстве
01:05:03
Модель транзистора как управляемого источника тока:
  • 1. Рассматривается тема управляемого источника тока и свойств транзисторов (transistor)
  • 2. Обсуждаются модели работы транзистора, включая включение анодов на базу и характеристики вольтамперной кривой
  • 3. Упоминается необходимость задания начального режима работы транзистора через установку начальной точки эксплуатации
01:06:59
Нагрузочные прямые и ограничение динамического диапазона:
  • Транзистор эффективно функционирует только в рабочей области (не ниже нуля), вне этой области он ведет себя нестабильно и непригоден для усиления сигналов
  • Для обеспечения стабильного режима работы усилителя необходимо выбрать начальную рабочую точку посередине доступного отрезка нагрузочной прямой
  • Ограничение динамического диапазона усилителя связано с особенностями поведения транзистора и необходимостью избегать областей отсечки и насыщения
0: Ну что, начнём, значит, на прошлой лекции? Мы с вами
1: В общем, решили проблему задания начального режима усилителю вот когда имеется попытка изготовить усилитель на биполярном транзисторе шины питания.
2: Землёй и резистором нагрузки, то возникает естественная проблема задания начального режима. Надо вот этот потенциал у поставить не как угодно, а где-нибудь в середине, между нулём и десятью вольтами. Вот.
3: То есть у порядка её пополам не скажу, равно скажу порядка. Вот. Ну и для этого мы решили, как поступить, задать некий начальный ток базы, он определит начальный ток коллектора, текущий
4: Вот по этой цепи. Ну и нужно сделать так, чтобы, чтобы падение напряжения на этом резисторе составляло вот порядка её пополам, то есть, чтоб было её пополам, тут её пополам, тут для этого просто нужен базовый ток, некий
5: 0. И вот мы с вами и решили этот базовый ток задать с помощью вот этого резистора рбаза. Во все очень красиво. Теперь у меня с питание вот по этой цепи, через вот этот полупроводниковый диод открытый
6: И переход базы эмиттер протекает некий ток, который определяет собой ток коллектора по стандартной формуле ток коллектора равен аш 21 на ток базы, где аш 21.
7: Это коэффициент передачи тока, а это задаёт падение напряжения на этом резисторе. Ну, итог базы надо выбрать не как угодно, а так, чтобы это падение напряжения составляло бы половину питания. Вот и тогда все будет хорошо.
8: Много повозившись, мы с вами вывели формулу, что оптимальное значение базового резистора, которое обеспечивает тут её пополам, оно составляет двойка на аш 21 на р коллектор.
9: О, вот такая великая формула для вывода базового, для определения оптимального значения базового резистора в этой схеме. Значит, когда базовый резистор известен, когда сопротивление
10: Коллекторе известно, то мы тут же считаем оптимальное базовое сопротивление, умножая на 2 коэффициента передачи на 2 аш 21 ну и все замечательно. Значит, великий недостаток этой схемы задания начального
11: Состоит в том, что она нестабилизированная. Видите ли, значение базового резистора зависит от коэффициента передачи тока от h2 1 никуда не денешься. Аш 21 это технологически плохо определённый
12: Параметры, то есть у транзисторов разных, он может колебаться, меняться где-нибудь от 70 и аж до 700. Вот. Поэтому, в общем, нельзя считать, что значение аш 21.
13: Хорошо, определённо. А это говорит о том, что, ну вот этот резистор приходится подбирать под каждый данный транзистор индивидуально. То есть, если у вас этот транзистор сгорел, вышел из строя и вы его поменяли,
14: То заведомо придётся поменять и базовый резистор. И это не есть хорошо, потому что делает эту схему технологически негодной по той причине, что если реально вот при сборке каких-нибудь
15: Изделий. Вы будете подбирать резистор индивидуально под каждый транзистор, то это будет очень сложный технологический процесс. Так что вот хотелось бы как-то научиться задавать начальный режим так, чтобы он от свой
16: Применённого вот этого усилительного элемента транзистора, ну как бы независим. Ну и вот такая возможность есть. Она состоит вот в чем для этого. Вот почему у нас базовый резистор
17: Зависит от h2 1. Да, банально. Дело в том, что мы задаём режим заданием начального базового тока, а коллекторный ток равен аш 21 на ток базы. Вот и все. Значит, при фиксированном базовом токе коллекторный ток
18: Зависит от аш 21. И поэтому задавать начальный базовый ток нехорошо. Если вы его руками задаёте вот с помощью этого резистора, то коллекторный ток будет от коэффициента передачи только с необходимостью зависеть, ну и следовать
19: Схема у вас будет нестабилизированная, а вот следующая идея она такая, а давайте мы попробуем задавать начальный режим с помощью потенциала базы не базового.
20: Тока как в этой схеме, а с помощью напряжения. Ну вот поставлю сюда источник дс с величиной напряжения базы Эмит. Во, ну и стало быть при этом коллекторный ток он же будет некая и со звёздочкой.
21: На экспоненту от напряжения базы имитр поделить на тепловой потенциал, на т, на 25 милливольт и вообще ни от чего не будет зависеть, ни от коэффициента передачи. Ну то есть это для полупроводникового.
22: Формула, ну, стало быть, она определяет базовый ток, а заодно и коллекторный. Дело в том, что они же базовый ток, это всего лишь доля от коллекторного. Вот. Так что она вот
23: Имеет место быть, значит ток коллектора зависит от напряжения базы, имеет экспоненциально с вот этим фактором ут, который 2 kt поделить на ку при кт поделить на ку порядка 25 милли.
24: Вольт. Вот. Ну и стало быть, все получается хорошо. То есть у нас теперь вот этот ток, начальный ток коллектора будет задаваться вот этой формулой и ни от какого h2 1 зависеть не будет совсем.
25: Он будет немножко зависеть от температуры. Дело в том, что тепловой потенциал, видите ли, растёт с температурой. Поэтому, в общем, с Ростом, когда вы подогреваете транзистор, ну, напряжение, база эмиттер будет, надо немножко наращивать, чтобы отношения
26: Cute оставалось тем же самым, а так, в принципе гениальная идея, но есть в этой идее 2 недостатка 1 такой, к сожалению, напряжение ток коллектора от напряжения базы эмиттер зависит
27: Очень сильно изменение напряжения базы Эмит всего лишь на 25 милливольт на ут добавляет в показатель единицу. Вот если я сюда прибавлю + 25 оно поделится на ут и даст
28: Единицу в показатель экспоненты. И при этом ток у меня изменится в е раз почти в 3 раза. То есть каждые 25 милливольт туда сюда. Вот тут вызывают изменение коллекторного тока раза в 3 в е раз. Ну и
29: И значит, это означает, что вот эту дс надо задавать уж очень аккуратно, уж очень аккуратно. A2 недостаток состоит вот в чем. Мы же не можем сюда поставить идеального источника по той причине, что мы же собираемся от ещё от
30: Источника сигнала. Переменное напряжение, усиливаемое сюда поставлять, сюда доставлять. А как только я тут поставлю идеальный источник дс, так этот потенциал уже колебаться не сможет, никакими силами мне не удастся.
31: Изменить вот это напряжение, это 2 проблема. То есть она говорит о том, что здесь ставить идеальный источник, ну совсем нельзя. Тут нужен скорее реальный источник, то есть со внутренним сопротивлением. Вот, ну,
32: Ну и, стало быть, 1 проблема, которую я обрисовал, она решается. Так, ну хорошо, раз зависимость коллекторного тока от напряжения базы эмиттер столь чувствительна. Давайте мы поступим так, мы это все.
33: Добавим сюда резистор ре эмиттеру цепь оо назначение этого резистора просто линеаризовать вот эту входную цепь. Вот смотрите, теперь у меня входная цепь стала последовательным. Соединение
34: Диода и резистора. И если резистор достаточно велик, обладает большим сопротивлением, то, в общем, диод становится малосущественным. И теперь уже зависимость коллекторного тока вот от этого напряже.
35: Она будет не такой резкой. Вот. Ну и стало быть, а вот сюда я захочу поставить по прежнему батарейку. Вот. Ну и стало быть, тогда возникнет. Ну вот смотрите, в общем, картина какая, если
36: Я хочу, вот я могу, значит, под заданный коллекторный ток, вот если я хочу на этом резисторе иметь на рк половину питания её пополам, то ток коллектора должен быть порядка её пополам. Напряжение на этом резисторе.
37: Поделить на рк. То есть я знаю желаемое значение режимного тока. Ток коллектора. Назовём его и 0. Вот это я сотру уже формулу, назову это и 0 режимный ток, который
38: Мне хочется из соображений задания начального режима иметь в этом месте. Ну вот смотрите, картина такая, коль скоро вот тут протекает ток и 0 нужный мне, то, я знаю, легко могу оценить падение напряжения на этом.
39: Резисторе это и 0 умножить на ре напряжение на эмиттере относительно земли. Вот так вот измеренное и 0 на ре. Ну а стало быть, я могу и прикинуть, какой, каким должен быть потенциал базы.
40: Здесь ещё должно добавиться напряжение база эмиттер, ну, которое 650 милливольт. И вот я имею оценку, что потенциал базы, потенциал базы. Ну, в общем, хотелось бы иметь равным и 0 на report.
41: Мира плюс напряжение база эмиттер начальное. Ну вот те самые 650 милливольт, которые обычно наблюдаются на открытом диоде. Так что вот потенциал базы надо задать. Вот так и
42: Тогда ток коллектора будет такой, какой нужно уже хорошо. Ну, видите, тут фокус в чем вот надо, чтобы вот эта величина была ощутимо больше, чем вот эта величина. И тогда, в общем, от того диода, который тут стоит,
43: Ну, вообще почти ничего не зависит. То есть, задавая потенциал на базе, вы задаёте фактически вот этот потенциал. То есть вот это слагаемое играет роль, оно большое. Ну, а это как бы малая, относительно малая добавка.
44: Сказать, что она совсем маленькая, немножко нехорошо. Ну вот так вот, это идея задания начального режима с помощью установки потенциала базы. Потенциал базы надо поставить так, чтобы когда от него отнимешь 650 милли
45: Вольт и найдёшь напряжение на эмиттере. Потенциал вот в этой точке это и определит режимный ток. По формуле режимный ток равен ur. Вот режимный ток равен напряжению на эмиттере. Поделить на
46: Эмиттерной сопротивление, а напряжение на эмиттере есть напряжение на базе - 0 65/100 вольта. Ну вот поделить на ре, вот такая красота. А это вот напряжение на базе я задаю просто вот этим
47: Источником пока идеальным. Ну вот 1 проблему мы как бы почти преодолели. Мы исключили сильную зависимость от напряжения базы эмиттера. Она, видите, вот вошла сюда, в эту разность. И если у б значительно
48: Больше, чем 0 65. Ну, как бы от неё можно сказать, что мало что зависит. Вот, вот это получилась схема задания начального режима. Режимным током было. А теперь мы током базы, а теперь мы задаём этот
49: Тоже самое потенциалом базы это предпочтительнее по той причине, что теперь режимный ток от коэффициента передачи не зависит. И сказал, и это хорошо. Вот, ну, теперь возникает вопрос, а где взять
50: Эту батарейку, видите ли, ставить на каждый транзистор отдельный источник питания, который задавал бы базовую потенциал базы, не очень разумно, поэтому тут применяется.
51: Гениальное техническое решение, которое называется делитель напряжения. Вот я вас сейчас с ним познакомлю. Значит, смотрите, берете вы батарейку её и приделываете 2 резистора р 1 р. 2. Во то, что
52: Получается, называется делитель напряжения, смысл этого названия, он такой, вы все напряжение делите на 2 части, на напряжение у 1 и напряжение у 2, ну то есть все напряжённее.
53: Е. Падает на этих 2 резисторах, часть падает здесь, а часть падает. Здесь легко написать формулу для 1 и другого напряжения. Значит, напряжение у 2 как найти нужно, нужно эдс её поделить на сумму.
54: Этих сопротивлений, то есть её поделить на 1 + 2. Это вы найдёте ток вот в этой цепи. Ну а дальше это дело надо умножить ток по закону ома умножить на вот это сопротивление вы по
55: Напряжение 2. Соответственно, напряжение у 1 будет её поделить на р 1 плюс р 2 умножить на р. 1. Красота. Обратите внимание, что сумма у 1, у 2 как раз равна её. Ну то есть вот мы
56: Поделили напряжение, так что вот этот делитель можно рассматривать как источник дс. Источник адс у 2 вот как источник адс 2, который есть е умножить.
57: Вот на этот коэффициент на р 2, на р. 1 плюс р. 2 безразмерный коэффициент р 1 у меня тут было написано плюс р 2 о, ну и, стало быть, если подумать, то становится понятно, что
58: Выбирая разные р. 1 р. 2, я могу это напряжение 2 регулировать в Широких пределах можно вот так написать, это есть её на единица плюс отношение р. 1 к р. 2 вот это отношение.
59: Может меняться в принципе от нуля до бесконечности, когда оно null. То есть когда р 2 сильно больше, чем р 1, ну то есть большой вот тут резистор, тогда и напряжение на нём большое, и у 2 у вас порядка е.
60: А когда наоборот, р 2, очень маленькая, тогда вот тут величина жутко большая, и у 2 у вас маленькая, её поделить на большую величину. Ну, то есть, меняя соотношение вот между этими резисторами р 1, р, 2, вы можете менять
61: Эквивалентное дс, вот здесь вот напряжение 2, ну вот в Широких пределах, значит у 2 можно написать так принадлежит интервалу теоретически от нуля до её. Ну так что вот смотрите, с помощью делителя
62: Напряжение, вы можете изготовить источник напряжения у 2, ну, регулируемый в диапазоне от нуля до её и получить любое напряжение выбором отношения резисторов. Что это получится за источник?
63: Значит, вот если посмотреть на этого делителя напряжения как на эквивалентные источники, я его даже сейчас перерисую отдельно. Вот у меня есть батарейка, и вот у меня есть 2 резистора, 1 и 2, и я
64: Я начинаю думать.
65: Что это некая батарейка? Вот у неё полюса, а все это помещено в чёрный ящик и неважно, как устроено. Вот я сижу на этих полюсах и вижу, что если язык приложить, оно щиплет. Стало быть, это источник дс. Каковы
66: Параметры этого источника эдс, а параметры источника, это что такое значит любой источник, как мы в прошлый раз с вами обсуждали, можно представить эквивалентной схемой, например, такой в виде эквивалентного источника эдс.
67: Звездой и r со звездой, эквивалентная дс эквивалентное внутреннее сопротивление значит, я хочу сейчас понять для этого вот источника какова эквивалентная дс и каково внутреннее сопротивление ну все просто.
68: Мы с вами знаем, что эквивалентное дс это просто напряжение холостого хода, эквивалентное дс её со звездой. Это и есть напряжение холостого хода вот здесь, а оно как раз равно 2 и составляет. Вот по нашей уже
69: Формуле её на р 2 поделить на р 1 плюс р 2. Вот так, значит, эквивалентную дс я нашёл это вот как раз то, что мы это напряжение, которое действует тут на холостом ходу.
70: Когда сюда ничего не подключено. Вот, а ещё есть ток короткого замыкания. То есть если тут замкнуть накоротко, то вот в этой схеме пойдёт ток короткого замыкания, её со звездой поделить на р со звездой, а
71: В этой схеме пойдёт ток короткого замыкания её поделить на р. 1. Вот смотрите, если тут накоротко замкнуть, то р 2 выпадает и весь ток начинает идти вот по этой цепи и величина его
72: Составляете поделить на р. 1 ну вот, приравнявший токи короткого замыкания я, ну, в общем, и найду эквивалентное сопротивление вот это r со звёздочкой, оно ведь, как известно, есть отношение напряжения, холостого хода к току, короткого замыкания.
73: В нашей эквивалентной схеме, ну вот получается, е умножить на р 2, поделить на 1 + 2. Это напряжение холостого хода, это надо поделить на ток короткого замыкания, то есть
74: Умножить на р 1, поделить на её вот её благополучно сокращаются и оказывается, что это есть р 1 умножить на р. 2, поделить на р. 1 плюс р 2 ну в чем всякий шкаляр?
75: Даёт формулу для параллельного соединения резисторов. Я, у нас принято обозначать это так. Р 1 в параллель с р 2. И все понимают, о чем идёт речь. Ну то есть получается так, что делитель напряжения это источник.
76: С с такой вот дсс её, со звездой. Вот она, это как напряжение у 2 2 напряжение, напряжение холостого хода, но, правда, немножко не идеальное. У него есть внутреннее сопротивление. 1 в параллель.
77: 2. Ну и как бы, то есть это способ изготовить реальный источник дс. Вот, кстати сказать, очень важно обратить внимание на следующее, что
78: Оценивать внутреннее сопротивление вот это со звёздочкой необязательно. Так сложно, как я это делал через оценивание напряжения холостого хода и тока короткого замыкания есть более простой рецепт. То есть смотрите, когда у вас
79: Есть любая схема, которая составлена из резисторов, батареек и, возможно, идеальных источников тока и наружу торчат 2 провода вот так-то это эквивалентная
80: Источник, который можно представить вот такой эквивалентной схемой. Ну то есть если заняться зависимостью напряжения, вот тут на зажимах от протекающего тут тока тока нагрузки, то эта зависимость традиционно будет
81: Прямой в плоскости напряжения ток. Значит при нулевом токе вы тут будете иметь какое-то напряжение, а с Ростом тока оно будет падать и вы будете иметь вот такую линию, Афину, где вот это напряжение.
82: Отрезок вот этот, это напряжение холостого хода. А вот этот отрезок, это ток короткого замыкания. Ну и эквивалентное сопротивление мы умеем оценивать как напряжение холостого хода, поделить на ток короткого замыкания.
83: Вот вот. Чем мы с вами и занимались. Мы для этой схемы нашли напряжение холостого хода и ток короткого замыкания, и это нам определило параметры эквивалентного генератора, в частности, эквивалентное сопротивление. А можно делать
84: Иначе вот почему сопротивление нельзя измерить с этих клемм аметром мешает адс мешает то, что вот эта батарейка мешает. Чтобы измерить это сопротивление. Её надо как-то обнулить.
85: То есть надо сделать вот эту Афину прямую, не проходящую через начало координат линейной, то есть вот её бы вот сюда вот перенести параллельно самой себе. Ну и тогда от этого, после
86: Этого я смог бы сопротивление измерить, просто омметром подать вот это напряжение вот у и померить, какой пойдёт ток, и и сказать, что эквивалентное сопротивление есть отношение напряжения к току, стандартная схема.
87: Схема эксперимента по измерению сопротивления, но применять её вот прямо к этой Афиной прямой нельзя по той причине, что, подав вот это напряжение, вы увидите 1 ток и намерите 1 сопротивление как отношение напряжения к
88: Тока подав другое напряжение вы увидите другой ток и измерите совсем другое сопротивление, поэтому перед тем как мерить сопротивление, надо схему эту сделать линейной из офины, а для этого надо все источники дс.
89: Источники тока обнулить, то есть надо проникнуть туда внутрь и сделать так, чтобы все источники стали нулевыми, то есть залезаешь внутрь и если там внутри видишь источник дс, то делаешь
90: Его нулевым, то есть закорачиваешь источник 0 дс это короткое замыкание, а 0 источник тока это разрыв цепи. То есть то есть там надо пошуметь как слон в посудной лавке и поделать все.
91: Что делать нельзя, надо позамыкать накоротко все источники дс и пообрывать все источники тока вот выдрать их тогда у вас в схеме останутся одни резисторы ну и не мудрено, что теперь сопротивление этой штуки можно и посчитать кстати.
92: Измерить по логике омметра, подадим сюда некое напряжение и померим, какой пойдёт ток, и скажем, что сопротивление равно отношению напряжения к току великая вещь, она позволяет оценивать сопротивление.
93: Эквивалентных источников, ну прямо в лёд. Вот для нашего делителя напряжения. Смотрите, как это выглядит. Чтобы сделать его линейным, мне надо закоротить вот этот источник дс, вот так накоротко, что у меня останется вот этот резистор.
94: Вот этот резистор ну и тогда каждому понятно, что со стороны этих зажимов сопротивление этой схемы равно параллельному соединению вот этого резистора и вот этого вот откуда наш результат r со звёздочкой?
95: Равно р. 1 параллель с р. 2, так что вот это вам к теории делителя напряжения, значит, над теорией делителя напряжения всякий вдумчивый студент должен подумать по той причине, что эта схема
96: Решение, оно носит совершенно не частный характер. Это очень употребительное в схемотехнике решение. Дело в том, что вот такая задача создать в какой-то точке схемы, какой-то потенциал, она очень
97: Общая, она встречается, ну вот во многих ситуациях. Вот типичная поза у вас в жизни будет такая вот у вас есть напряжение питания с величиною, скажем, там 10 вольт. И вот кровь из носа.
98: Надо вот в этом месте схемы на этой шине обеспечить напряжение 2 вольта. Это называется поставить сюда опорный источник, опора. Вот, ну вот прямой путь это поставить сюда двухвальцовые батарею.
99: А косвенный путь поставить сюда делитель напряжения, то есть напряжение 10 вольт поделить. Ну вот, скажем, если у меня 10, а я хочу 2, то я поставил бы 8 килоом и 2 килоома.
100: Ну, так, чтобы, смотрите, е, умножить вот этот, у меня 2, этот, у меня 1, е, умножить на р 2, поделить на р 1 плюс р 2. Это была как раз двойка, потому что р 1 плюс.
101: 2 равно 10 её тоже 10 р. 2 двойка. Вот 10 с десятью сокращается. Получается. 2. Вот я подставил опорный источник с величиною 2 вольта вот в это место. То есть теперь на потенциал на этой шине.
102: Равен 2 вольтам, но этот опорный источник не идеален, а он обладает внутренним сопротивлением. То есть на самом деле моё это схемное решение, оно вот как устроено. Я подставил сюда двухволновую батарейку.
103: Е со звёздочкой 2 вольта, ну, которое равно е умножить на р 2 и поделить на 1 + 2. Вот. Ну, к сожалению, у этого источника есть внутреннее сопротивление, и оно равно р. 1.
104: Параллель с 2. Ну вот при моём выборе этих резисторов это сопротивление будет параллельным соединением 2, 8. То есть 2 * 8, поделить на 10. Ну вот 16 поделить.
105: На 10, 1 и 6/10 килоома. Ну то есть вот это будет че-нибудь типа 1 и 6 к. Ну то есть источник получился двухвальцовый, как положено, но немножко не идеальный, с довольно большим внутренним сопротивлением.
106: Устраивает это меня или нет? Вопрос решается так это зависит от того, что от что я от этого источника собираюсь кормить, каким тут будет сопротивление нагрузки, если оно 100 килоом, а тут 1 и 6, то
107: Вполне устраивает. А если оно 1 и 6 кома, то, наверное, устраивает не очень. Тогда мне захочется этот источник сделать получше. То есть с маленьким внутренним сопротивлением. Путь открыт к успехам. Дело в том, что эквива
108: Дс. Она зависит только от отношения резисторов, а сами эти резисторы можно брать и большими, и маленькими. Ну вот, скажем, если бы я тут вместо 8 и 2 килоомов поставил сотру букву к и у меня
109: Получится 8 омов и 2 ома, тогда внутреннее сопротивление будет 1 и 6/10 ома. Это будет уже очень приличный источник, который будет источником дс для широк, для нагрузок. Ну, где-нибудь, начиная со 100 омов.
110: С 50 Стоумов, но за хороший вот этот показатель, за малое внутреннее сопротивление делителя приходится платить. И плата довольно существенная. Если я, не дай Бог, реально при 10 вольтах сюда поставлю 8.
111: 2 ома, то это будет своего рода катастрофа. То есть в этой цепи пойдёт ток 10 / 10, 8 и 2. Он будет 1 ампер. То есть я вот тут буду жрать 1 ампер, и на этом резисторе будет выделяться 2
112: 2 ватта мощности, а на этом резисторе будет выделяться 8 ватт мощности. Итого в этой цепи будет 10 ватт. Ну то есть за качество источника, который вы реализуете делителем напряжения опорного источника.
113: Приходится платить энергетикой. Ну то есть, если вам не жалко этой батарейки, ей все равно, сколько ампер сюда отдать, то как бы вы можете получить с помощью делителя напряжения сколь угодно идеальный источник, близкий к идеальному. А так
114: Вообще об энергетике думать надо. То есть важно, чтобы в этом делителе не рассеивалось слишком много. Ну вот так вот теперь, поговоривши о делителях напряжения, ну самый прямой путь это взять в нашей схеме в качестве вот этого опорного
115: Источника, поставить делитель напряжения и получится то, чего мы хотим. В конечном итоге это так называемая стабилизированная схема усилителя. Ну вот я с божьей помощью все постирал, и сейчас я её нарисую по новой, значит,
116: Так вот, у меня тут была шина питания её. Тут у меня был коллекторный резистор, тут у меня стоит эмиттерный резистор по прежнему. И вот сюда я хотел поставить источник. Ну вот.
117: Задал с известным напряжением этот источник я собираюсь теперь построить с помощью делителя напряжения р 1 и r 2. Замечательно. Ну вот и все, собственно, вот это в этом идея. Смотрите, я
118: Хочу начальный ток и 0, который есть, грубо говоря, её пополам поделить на р коллектора. Я хочу, чтоб на этом резисторе падала бы половина питания. Вот я знаю, что и 0 должен быть так.
119: При этом вот этот потенциал напряжение на эмиттере составит и 0 на ре, а потенциал базы составит вот этот потенциал, то потенциал базы составит и 0 на
120: Плюс напряжение база эмиттер начальное. Ну вот те самые 650 милливольт. Ну и все. Выбираю базовый делитель так, чтобы он обеспечивал этот самый потенциал, да, и все вот такие дела, как
121: Выбрать базовый делитель ну, более менее просто, значит, я, если я хочу иметь в этом месте напряжение x какое-то да, то, стало быть, у меня её делится на x. Вот это напряжение x. А это?
122: Е минус икс. Ну, стало быть, отношение напряжений должно быть отношением сопротивлений, то есть отношение напряжения у 2 к напряжению у 1 это должно быть е минус икс это
123: Должно быть x на е минус икс. Ну, тут протекает некий ток, и значит, напряжение на этом резисторе есть, ток умножить на это сопротивление напряжение на этом резисторе есть ток на этом.
124: Сопротивление ну, если хотите, напряжение у 2 есть x на р. 2.
125: Так, ток напряжение вот, значит напряжение у 2, которое икс, это есть ток умножить на р 2, а напряжение у 1 есть ток умножить на р. 1. Где ток это ток.
126: Протекающий вот по этой цепи от уха до уха. Ну вот и сокращается. И получается, что отношение сопротивлений, ну вот такое же, как отношение напряжений, короче, если отношение напряжений там 4K 1, то и сопротивление
127: Должны относиться как 4K 1. Ну то есть тут простой рецепт. Вот смотрите, когда вы с помощью делителя делите на резисторах р 1 р 2 делите напряжение какого-нибудь источника.
128: То получается так. Если эти резисторы одинаковы, то делится поровну половина, тебе половина и мне половина, а если какой-то резистор в 2 раза больше, то ему и достаётся в 2 раза больше, то есть при соотношении 2.
129: К 1 здесь будет 2 доли, а тут 1 доля, ну как деление яблока, кто большой, тому больше и достаётся вот так. Ну и стало быть, поэтому расчет делителя это дело довольно простое. Ну и тут единственное, вот надо осознать,
130: Какое требование предъявить к сопротивлениям, то есть к качеству этого делителя как источника эдс? Ну, для этого вот можно попробовать. Так, давайте мы этого делителя заменим, его эквивалент.
131: Схемой, чтобы осознать, что у нас тут получается с внутренним сопротивлением. То есть на самом деле, когда я сюда поставил этого делителя, я в базу включил эквивалентный источник.
132: С дсс её, со звездой, которая есть её на р 2, на 1 + 2. Но он, к сожалению, зараза, обладает внутренним сопротивлением, с величиною 1 параллель с 2. Вот, ну,
133: Ну и хочется понять, сейчас изучить влияние, это внутреннего сопротивления. Вот давайте это дело поделаем. Значит, ну вот это место я сотру и поделаю. Значит, мне хочется написать знакомые вам из школы.
134: Уравнение киргофа для этого контура, вот этот ток обозначу ток базы. Ну этот ток, соответственно, ток эмиттера, как мы привыкли и пишу уравнение для этой цепи, с тем, чтобы найти токи, значит уравнение
135: Будет выглядеть так эквивалентная дс. Вот это вот есть сумма падения, напряжения на всем на свете в контуре. Это есть ток базы умножить на базы плюс напряжение базы.
136: Эмиттер начальная, 650 милливольт и плюс ток эмиттера умножить на ромиты суть в том, что по этому резистору отнюдь не базовый ток протекает, а эмиттерный, который, кстати сказать, 1.
137: Плюс аш 21 на ток базы. Ну тут дело в том, что тут сливаются эмиттерный и коллекторный токи и коллекторный вот этот, это аш 21 на ток базы. Они слились и дали 1 ток базы плюс аш.
138: 21 на ток базы, поэтому тут надо написать так, 1 плюс аш 21 на ток базы, на митра. Во, ну вот эта незамысловатая формула уравнение и даёт оценку.
139: Базового тока, значит базовый ток оказывается из неё вот он 1 2 он оказывается эквивалентной дс минус напряжение база эмиттер начальное 650 милливольт поделить.
140: На базовый резистор рб, вот этот рб, это который р 1 в параллель с р 2, естественно, + 1 плюс аш 21 на резистор в эмиттерной цепи. Вот формула для
141: Базового тока. Ну и стало быть, хотелось бы, чтобы этот базовый ток от аш 21 не зависел. А для этого нужно, чтобы базовое сопротивление было сильно больше, чем вот это. То есть чтобы
142: В знаменателе вот это базовым сопротивлением можно было пренебречь не так. Я сказал, значит, проток базы, все хорошо. А вот ток коллектора будет аш 21 я немножко не дописал.
143: Аш 21 на ток базы ток коллектора равен аш 21 на ток базы, и формула будет такая эквивалентная дс минус напряжение база эмиттер начальное умножить на аш 21.
144: Поделить на рб + 1 плюс аш 21 р е во вот так вот и мне бы хотелось, чтобы эта штука от аш 21, ну почти не зависела. Коллекторный ток на самом деле. Видите, она зависит
145: К сожалению, от аш 21, но аш 21 входит и в числителе, и в знаменатели. И вот хорошо получается, когда их базы можно выкинуть, тогда тут на аш 21 примерно сокращается и получается, что это есть
146: Эквивалентное дс минус напряжение база эмиттер. Начальное поделить на р на r эмиттера во, ну вот так можно сделать, если рб сильно меньше вот.
147: Условие базовое сопротивление то самое, которое р. 1 в параллель с р 2 оно должно быть заметно меньше, чем сопротивление в эмиттерной цепи, помножить на 1 плюс аш 21 вот если это так.
148: То оказывается, что коллекторный ток можно оценивать вот по этой формуле. И, в общем, это та же самая идеология, которой мы с вами и придерживались. Смотрите, базовый делитель задаёт вот эту эквивалентную дс, то есть напряжение на базе
149: Вот здесь вот, ну вот здесь вот, да, на базе, вот отнимаешь от неё напряжение. База эмиттер 650 милливольт поделя получаешь вот то, что в числителе, это напряжение на эмиттере и делишь это на эмиттерной сопротивлении.
150: Получаешь оценку режимного тока. Это ток коллектора, он же ток эмиттера, они почти одинаковые. Ну вот так. Ну и условие оно такое, что сопротивление делителя вот в этой схеме это вот р 1 в параллель.
151: 2 должно быть сильно меньше, чем р е умножить на 1 плюс аш 21. Скажем, если вы, эмиттер, поставили 1 килоома, то вот это будет порядка 100 килоом, и надо, чтобы сопротивление
152: Делителя было сильно меньше, чем 100 килоомов. Этого очень легко добиться. Ну, сделав сопротивление делителя, там килоома полтора. Вот как у меня было 8 килоомов, 2 килоома. Ну вот так вот это способ задания.
153: Начального режима, стабилизированный с помощью делителя напряжения со всей его идеологией. Ну, может быть, чтоб вам простой пример. Вот смотрите, пусть у меня в коллекторе стоит 5 Кило.
154: Это значит, что я хочу иметь режимный ток и 0 в 1 миллиампер. Ну, дело в том, что 1 миллиампер на 5 килоом это как раз 5 вольт. А сюда я возьму и поставлю ре равное 1 килоому, но при
155: Там вот это сопротивление будет р е умножить на 1 плюс h2 1 порядка 100 килоом. Ну и стало быть требуется выбрать базовый делитель разумно вот резистор р 1 р 2 смотрите при 1 миллиампер тока режим.
156: По этой цепи вот здесь будет что-то типа ток и 0 умножить на р е ток и 0 1 миллиампер р e1 килоом. То есть тут я ожидаю увидеть 1 вольта. Здесь вот у меня 5 вольт, а тут 1
157: Ну, замечательно. Значит, к 1 прибавляю 65/100 0 0 65 напряжение, база эмиттер. И говорю, что напряжение на базе хотелось бы иметь 1,65 вольта. Ну и
158: Все, стоит задача выбрать базовый делитель так, чтобы получилось 1 и 65. Ну, стало быть, самый простой путь взять этот резистор 1 65, a2 это то, что не хватает до 10 10 - 1.
159: 65 это, как известно, 8 и 35. Ну вот, а дальше все равно чего можно сюда ставить? Килоомы, можно омы, важно отношение. То есть все эти сопротивления можно хором менять.
160: В караз от этого ничего не меняется, но нужно, чтобы р 1 в параллель с р 2 было меньше, чем р е умножить на аш 21. Ну то есть меньше 100 в наших условиях, ну поэтому вот.
161: Выбор тут 2 килоом. Ну, смотрите, грубо говоря, отношение тут это 2, а это 4, 4K 2 вдвое. Ну, это, это 2, а это 8, 4K 1. Ну, то есть этот резистор, грубо говоря, в 4 раза больше, чем вот этот.
162: Значит, если тут поставить 2 килоома, а тут 8 килоом, то это и будет ничего. Внутреннее сопротивление будет где-нибудь порядка 1 и 6 килоома. Это сильно меньше, чем 100. Вот так задаётся начальный режим в этой вот стабилизированной схеме.
163: И она этим интересна, она по своему этим интересна. Значит, для начинающего радиста, тут вообще для школяра, вот который вчерашний школьник, для него тут новым является то, что
164: Нет жёстко заданного рецепта выбора компонентов. То есть чёртова туча решений даёт примерно одинаковые результаты. Ну, скажем, этого резистора можно взять и побольше, и поменьше, и кто знает, каким его брать, из каких соображений.
165: Базовый можно выбрать более высокоумным и менее высокоумным. И, в общем, нельзя сказать, чтобы были чёткие критерии оптимума. То есть, если вы делитель, берете высокоумный, слишком, то, ну, будет
166: Проблема с тем, что начальный режим у вас начнёт зависеть немножко от аш 21. Вы вот это условие плохо выполняете. Вот, а если вы берете делитель, увлеклись и берете делитель слишком низкоомным, те же самые резисторы, но не
167: Например, то вы начинаете терять в энергетике, и к тому же у вас входное сопротивление усилителя становится маленьким. Видите ли, делитель, он ведь, зараза, ещё будет шунтировать источник. Мы же с годами сюда источник подключим.
168: Вот поставим переходной конденсатор и включим источник дс. Так вот ток источника теперь будет протекать. И вот так, и вот так, и вот так, и только вот этот путь полезный. А вот эти 2 вредные, и чем меньше сопротивление
169: Делители, тем хуже у вас со входным сопротивлением львиная доля тока будет бесполезно уходить в эти резисторы, что не есть хорошо. Поэтому, видите, тут как бы оптимизация не просматривается, приходится принимать
170: Разумное решение, как говорят инженера, а разумное решение это при принятии Разумных решений. Оно требует разума, а разум приходит с опытом. Ну вот так. Ну и к тому же вот смотрите, если вы ставите, увлечётесь.
171: Входным сопротивлением и захотите поставить базовые резисторы большими. Слишком то вы в точности вернётесь вот к этой схеме. То есть вы начнёте кормить базу не от источника эдс, а скорее от источника тока, ну
172: То есть, вот же мы сейчас кормим базу, вот, вот рб, которая есть р 1 в параллель с р 2, вот, и вот от источник, как бы, от источника дс, но это ведь на самом деле
173: Источник тока с сопротивлением тем же самым р. 1 в параллель с р 2 вот. Ну и стало быть, картина то какая? Если вы эти резисторы сделали большими, то фактически вы начали кормить базу вот почти
174: Идеального источника тока без вот этого сопротивления. То есть вернулись к этой схеме со всеми её недостатками. Ну просто теперь базовый резистор вы кормите не от вот этот базовый резистор кормите не от
175: Питания всего, а от доли питания только и вся разница здесь он у вас кормится от всего питания, а тут он у вас кормится вот от этой эквивалентной адс. А так он обычный базовый резистор. Только что он теперь
176: Когда он большой, то он источник тока для входной цепи и вы вернулись к исходной схеме со всеми её недостатками то есть вы питаете схему от источника тока поэтому видите вот тут 2 варианта значит можно питать схему от
177: Задавать начальный режим базового базового базовым током, что делается вот так, либо можно задавать начальный режим потенциалом база, что делается вот здесь? Ну тут мимоходом можно ещё сказать следующее, что на самом
178: Деле проблема то не только в Зада в начальном режиме и нестабильности по отношению к коэффициенту передачи, а есть ещё температурные нестабильности, значит, ситуация такая, ежели транзисторы греть.
179: То режим, по постоянному току заданный при комнатной температуре, будет меняться, уходить у транзистора есть источники температурной причины температурной нестабильности, их ребятки Ровно 2, значит.
180: 1 из, пожалуй, основная, это обратный ток коллекторного диода. То есть у нас с вами транзистор представляет собою 2 диода. Вот так включённые анодами соединены. И вот эта база, значит, вот
181: Вот этот диод, полупроводниковый переход, коллектор база, вот этот вот он обычно смещён в обратную сторону, то есть у него на катоде здоровый плюс, и поэтому он заперт. Вот, но тем не менее, как и у всякого диода. Вот.
182: Если вольтамперную характеристику диода, то рисовать она вот такая вот напряжение, вот ток, значит, в прямом направлении он открывается и начинает проводить ток, а в обратном направлении он закрыт, но
183: Тем не менее, есть обратный ток коллектора, он так и называется обратный ток коллекторного диода и коллектор база нулевое, и он как бы включён вот здесь вот.
184: И коллектор база нулевое, он очень махонький, это обратный ток диода, но он, как и всякий ток неосновных носителей, очень сильно зависит от температуры. Значит, ток обратный ток коллекторного
185: Dead и коллектор база 0. Это ведёт себя как двойка. Сейчас скажу деся так он меняется на 3 порядка при изменении температуры на
186: На 10 кельвинов, ну то есть.
187: Дельта t на 10 градусов кельвина, а нет, вот при удвоении, значит, сейчас скажу двойка на дельта т на 10 кельвинов.
188: Вот, значит, при изменении температуры на 10 кельвинов на 10 к. Только тут большое кельвины изменение температуры на 10 градусов только отменяется в 2 раза, а следовательно, в диапазоне от - 50 градусов до + 50.
189: 50 градусов, где 10 раз по 10 градусов. Вот этот диапазон это 100 градусов. Ну тут получается 2 в 100 / 10 2, в 10, что порядка 1024 равно.
190: Ну, то есть порядка 10 в Кубе, так что вот в этом температурном диапазоне обратный ток коллектора меняется в 1000 раз на 3 порядка. Вот такие дела. Ну и, стало быть, вот дальше смотрите, какая картина, если вы задаёте режим,
191: Постоянному току, током базы. То есть у вас схема вот такая вот сюда вы включаете, пытаетесь включить идеального источника тока ток базы, то вот тут сущее
192: Существующий обратный ток коллектора. Ток коллектор база нулевое. Он, видите ли, ему вот здесь ток не может меняться, ему сюда этот ток пойти не может, потому что ток по этой цепи жёстко задан этим источником поэтому
193: Ток этот течёт вот сюда. Ну и стало быть, оказывается так, что он вот так проходит и проходит по этому диоду. И поэтому у вас при этом вот если база брошена в воздухе, то обратный ток коллектора, ну вот может
194: Быть, даже нарисую так вот, у меня transistor это бутерброд из 2 пн. Переходов, коллекторный и эмиттерный база отключена, я сюда подаю напряжение и смотрю, как пойдёт ток, значит будет так обратный ток.
195: Кто он вот здесь просочится и коллектор база начальная. Вот он с коллектора пришёл на базу, ему деваться некуда. Он весь пройдёт по этому переходу и приоткроет его. И это создаст тут же компоненту тока с
196: Величиною аш 21 на и коллектор база 0. И, стало быть, в коллекторе у вас эти токи сложатся так что вот этот ток будет равен ток коллектор база начальный на единица плюс аш 21. Так.
197: Что вот смотрите в схеме, где вы пытаетесь задавать начальный режим базовым током нестабилизированной схеме, обратный ток коллектора усиливается, и он вот здесь вызывает температурно зависимый ток с величиной цб 0.
198: На 1 плюс аш 21 добавка. Ну и в результате получается, что заботливо установленный режим по постоянному току без учёта этого тока он напряжение вот это оно съезжает вниз потому что
199: То режимный ток подрастает вот на эту добавку с Ростом температуры. У вас растёт обратный ток коллектора и возникает дополнительная компонента тока вот эта, и она приводит к снижению этого потенциала, который есть
200: Минус на р коллекторы, где коллектор это вот этот резистор, вот такие дела. Ну и оказывается, что вот в этой схеме, когда вот в этой схеме, когда транзистор греешь, вот этот потенциал имеет тенденцию идти вниз за
201: Счёт обратного тока коллектора. Этот эффект довольно заметен, потому что сам по себе обратный ток коллектора, он как бы незначителен. А вот когда его увеличишь в 100 раз, то это уже эффект становится весьма заметный. Вот
202: А вот когда задаёшь режим транзистору потенциалом базы, потенциалом базы, то обратный ток коллектора. Вот я взял и задал потенциал базы. Жёстко напряжение на базе батарейкой. Теперь у меня по прежнему
203: Существует обратный ток коллектора, но ему теперь уже незачем уходить вот сюда он идёт через источник эдс. Дело в том, что по источнику эдс может идти любой ток, не создавая на нём никакого дополнительного напря.
204: Движении, поэтому обратный ток коллектора течёт здесь как таковой, и он же и наблюдается в коллекторной цепи. То есть тут вы наблюдаете просто цб 0 без вот этого множителя 1 плюс аш 21. Так что в этом смысле схема
205: С заданием режима потенциалом базы она лучше, поскольку она компенсирует обратный ток коллектора, уменьшает его влияние, но, к сожалению, она выявляет 2 зависимость.
206: Она выявляет зависимость коллекторного тока от температуры от ут. Дело в том, что коллекторный ток в этой схеме это есть обратный ток на экспоненту от напряжения на базе поделить на ут а утэ
207: Это кт поделить на q на заряд электрона т температуры с Ростом температуры у вас растёт тепловой потенциал, и коллекторный ток падает при фиксированном базовом потенциале, когда потенциал на базе задан.
208: А у т растёт показатель экспоненты уменьшается и ток коллектора уменьшается. То есть вот в этой схеме с заданием режима потенциалом базы, с Ростом температуры, если транзистор подогревать паяльником потенциал
209: Идёт вверх напряжение, ну, по той причине, что увеличивается тепловой потенциал. Вот. Ну и, стало быть, вот тут как бы, в реальной схеме любой, вот, например, в этой или вот
210: Этой работают оба эти механизма. Вопрос только в том, какой из них более существенный. Если вы кормите базовую цепь почти от источника эдс, то обратный ток несущественен, зато весьма существенен вот этот
211: Эффект а если вы кормите базовую цепь от источника тока скорее, то обратный ток несущественен, но то обратный ток как раз существенен, но вот это изменение этого напряжения не играет Роли, потому что идеальному источнику тока все
212: Равно какое тут напряжение. В общем, эти 2 эффекта, они как бы, ну и, стало быть, поскольку в стабилизированной схеме вот этой нашей, ну вот давайте я её, ну все равно придётся перерисовать. Перерисую, значит,
213: Есть проблема, вот когда вы делаете стабилизированную схему задания начального режима р коллекторы рбаза, как мы Любим базовый делитель на резисторах 1, 2, то видите,
214: Будет так, при фиксированном потенциале базы у вас с Ростом температуры вот это напряжение будет подрастать напряжение базы эмиттер начальное. Вот, ну, при, ну вот, если считать, что коллекторный ток не изменит,
215: С увеличением температуры надо наращивать вот это напряжение, следовательно и наращивать потенциал базы немножко для этого поступают так ставят тут диод полупроводниковый, который находится при той же температуре, что и transistor, ну и
216: Вот это обеспечивает температурную стабилизацию. Получается так, когда вы греете, все это у вас растёт, и вот это напряжение, и вот это, и они растут хором. Вот это, и вот это, насколько они изменилось, 1, настолько же изменилось и другое.
217: А поэтому потенциал вот здесь оказывается температурно независимым. Смотрите, с Ростом температуры у меня поднялся вот этот потенциал, а следовательно, задрался и вот этот, ну а тут отнялось больше. Ну и в целом тут оказалось
218: Константа, то есть вы стабилизируете тем самым вот этот потенциал. Особенно хорошо получается, если тут вместо диода поставить такой же транзистор, как и вот этот того же типа в диодном включении. Вот
219: Ну и тогда получается, что вот это диод полупроводниковый, и это, и они обладают одинаковыми свойствами, у них зависимость вот этого, ну как бы вот для этого диода и для этого диода температурные зависимости одинаковы.
220: Ну вот это термостабилизированная схема задания начального режима. И вот, между прочим, когда вы работаете в температурном диапазоне, ну вот от - 50 до + 50, это существенно. Дело в том, что вот такая схема, она неработоспособ.
221: В таком широком диапазоне на морозе она откажется работать.
222: Вот, ну и стало быть, поэтому температурная стабилизация, она что-то значит, ну вот в оставшееся время давайте чуть поговорим.
223: Двинемся дальше, значит, мы разобрали с вами 2 способа задания начального режима. А теперь я хочу с вами вместе вникнуть. А зачем же все-таки этот начальный режим задавать? Значит, для этого мы должны познакомиться со свой
224: Транзистора более глубоко. Мы его себе сейчас изобразим как отдельное изделие. Четырехполюсник. 1, 2, 3, 4. Вот. Ну, это общая шина земля, это на самом деле 3
225: Полюсник с общей шиной. 1, 2, 3, общая шина. Ну и, стало быть, как и всякий такой компонент, он описывается 4 переменными состояния. Значит, мы задаём с вами напряжение, база эмиттер, от напряжения на этих зажимах и на
226: Напряжение коллектора мир это напряжение вот здесь, ну а также 2 тока, ток базы и ток коллектора вот 4 переменные состояния они определяют в 4 d пространстве его рабочую точку, значит.
227: Рабочая точка это совокупность параметров у б е у, ц е ток базы и ток коллектора. Стоит она в себя в четырехмерном пространстве и является там какой-то точкой.
228: А рабочая точка транзистора, значит, эта рабочая точка отнюдь не произвольна, так же как с любым компонентом эти величины между собой завязаны как-то. Ну и вот связи эти, они определяют свойства.
229: Поведение транзистора определяется ограничениями на положение рабочей точки, то есть некими функциональными зависимостями между этими 4 параметрами. Функциональные зависимости эти можно задать по разному. Ну вот.
230: Скажем, каждый, наверное, поверит, что у любого реального такого изделия, чтобы там не находилось внутри этого ящика. Если задать руками 2 напряжения, поставить там 5 вольт сюда и 10 вольт сюда, то при этом вот эти
231: Toki окажутся вполне определёнными, то есть токи вполне определяются напряжениями, могут быть сингулярные ситуации, когда это не так. Но, как правило, это так. Ну вот, стало быть, в этом виде и задают параметризацию транзистора, говорят.
232: Такие слова, что ток базы есть некая функция f. Вообще говоря, ну нелинейная заведомо от напряжения база эмиттер, запятая от напряжения, коллектор эмиттер совершенно естественное.
233: Предположение, что если вот эти 2 напряжения заданы, то, по видимому, ток базы как-то этим определён. Вот, a2, вторые характеристики задают. Так, ток коллектора есть некая функция, фи, можно бы задать.
234: Её как функцию тех же напряжений, но хочется подчеркнуть зависимость коллекторного тока от базового. А поэтому вот смотрите, напряжения вполне определяют базовый ток, а этот базовый ток пусть вполне вместе.
235: С другим параметром уце вполне определяет коллекторный, это ток базы. Так нелепо написал. Во, ну то есть вот такие вот функциональные зависимости, значит, эти функциональные зависимости позволяют по заданным
236: Напряжением вполне определить токи. Задаю 2 напряжения, вычисляю по этой формуле ток базы, подставляю её сюда и вместе с напряжением это даёт значение коллекторного тока. Вот прошу любить и жаловать это семейство.
237: Входных и выходных характеристик транзистора. Обе эти функции являются функциями 2 переменных, поэтому рисовать, рисовать их графики крайне неудобно. Их надо рисовать в 3 д пространстве. Ну, скажем вот так вот, вот ток базы.
238: Напряжение, база, эмиттер, напряжение, коллектор эмиттер. И тут что-то эдакое. Так я никогда делать не буду. У меня художественных способностей на то не хватает. А будем поступать так. Мы 1 переменную будем считать. Сущест.
239: A2 параметром, то есть напишем вот так чёрточку. Это означает, что уце будет константой, но регулируемой константой. То есть я буду рисовать не 1 график, ток базы как функция обе, а много графиков при
240: Различных напряжениях коллектора митр. Ну и здесь поступают, также пишут, что ток коллектора есть уце, а при параметром является базовый ток. Вот это называется семейство входных характеристик и Семей.
241: 300 выходных характеристик. Обратите внимание, что как функции от 1 переменной, это обычные вольтамперные характеристики, ток от напряжения, ток от напряжения, просто они с параметрами. Тут параметром является напряжение на коллекторе.
242: Тут параметром является ток базы, ну и стало быть вот мы их сейчас с вами Бегленко порисуем и что-то начнём понимать про transistor, значит зависимость базового тока от напряжения базы.
243: Да, мы её, собственно, 100 раз уже рисовали. Это диод полупроводниковый, который вот тут стоит. Поэтому, в общем, типичная характеристика диода полупроводникового, описывающая ся формулой эберса Молла. Важно то, что тут экспонента от напряжения базы.
244: Метр поделить на ут. Вот эта кривая проведена для какого-то конкретного напряжения коллектора метр. Ну дальше вот можно предсказать, что с Ростом напряжения коллектора на коллекторе. Вот тут эффективность перехвата носителя
245: Коллектором возрастает и в базу меньше достаётся. Поэтому, в общем, с Ростом напряжения эта кривая имеет тенденцию так немножко приседать вот в эту сторону с увеличением напряжения коллектора митр, но эффект этот очень слабенький.
246: Он где-нибудь там в 4 знаке и на графике его изобразить просто не получается. Так что можете думать, что входная вольтамперная характеристика транзистора это просто характеристика полупроводникового диода и ничего там больше.
247: Нет, а вот выходные характеристики транзистора, они интересны. Вот это зависимость тока коллектора от напряжения коллектора митр. То есть я теперь меняю вот это напряжение и смотрю какой
248: Идёт ток при заданном токе базы, ток базы, параметр. Ну и стало быть вот типовая характеристика, она ведёт себя так вот она вот такая
249: То есть при фиксированном базовом токе базовый ток тут написан в качестве параметра базовый ток, там 10 микроампер. Вот при фиксированном базовом токе, когда подращивает напряжение коллектор эмиттер, то в начале эта характеристика похожа
250: На характеристику резистора. Прямая, проходящая через 0, это зона насыщения, это там, где потенциал коллектора ниже потенциала базы на базе + 650 милливольт, а когда коллектор ниже.
251: База то и вот этот диод тоже открыт и transistor находится в насыщении, а дальше происходит насыщение коллекторного коллекторного тока и оказывается, что коллекторный ток вот напряжение на переходе.
252: Коллектор эмиттер почти не зависит. Вот, но зато он сильно зависит от базового тока. Вот если базовый ток варьировать, то характеристика эта трансформируется радикально. Ну то есть вот такое вот семейство и bass.
253: Ток возрастает вот в эту сторону, то есть вот эта кривая, отвечающая базовому току равному нулю. Вот, и тут существует зона, куда нельзя попасть вообще, это отсечка котов.
254: Зона отсечки, а вот эта зона называется зоной насыщения сатурейшн насыщения. Вот так. Ну и в целом оказывается, что вот характеристики транзистора такие, и вот в этой
255: Токов и напряжений. Транзистор ведёт себя подобно управляемому источнику. Тока. Вот смотрите, тут ток коллектора равен h2 1, если вот так линию провести при фиксированном напряжении на коллекторе при фиксированном
256: Напряжении на коллекторе. Коллекторный ток зависит только от базового и ток коллектора равен аш 21 на ток базы. То есть это вот рабочая область, где транзистор ведёт себя, как я говорю, пристойно, то есть он имитирует
257: Свойства управляемого источника тока. Так что вот про transistor можно думать так.
258: Что у него 1 грубая такая модель. Это вот как 2 диода полупроводниковых. 1 включён анодом на базу и 2 включён анодом на базу. Ну и вот, вот здесь ещё надо прорисовать 100
259: Источник тока с величиною аш 21 на ток базы, где ток базы это ток протекающий вот здесь вот это вот характеристики того самого источника тока видите ли вот эта прямая линия это вольтамперная характеристика.
260: Источника тока при любом напряжении. Ток один и тот же. Вот. Так что переход коллектора, мир транзистора является управляемым источником тока во всей вот этой рабочей области. Ну и, собственно, вот если подумать философски,
261: То получается так, что все вот эти наши тщеты по заданию начального режима, они банально связаны с тем, что transistor работает далеко не везде, а ведёт себя пристойно, только вот здесь, в этом квадрате его называют рабочая область.
262: Рабочей области, вот здесь, вот здесь, в зоне насыщения и в зоне отсечки он просто неработоспособен и поэтому его нельзя эксплуатировать просто так. Прежде чем его эксплуатировать, надо ему поставить на
263: Начальный режим, вывести его рабочую точку, вот эту самую точку, а куда-нибудь вот сюда, чтобы было вот такое начальное напряжение и вот такой начальный ток. Без этого он не будет работать, если бы транзистор
264: Умел работать вот здесь, ну то есть в 0 рабочей точке, когда все токи и напряжения в начале равны нулю, то никто бы с заданием начального режима и не заморачивался. Это было бы идеально. Но вот, к сожалению, это не так. Транзи.
265: Работоспособен только вот в этой области. Ну и стало быть поэтому приходится задавать начальный режим. Ну вот, а теперь давайте посмотрим, а что происходит, когда мы ставим сопротивление нагрузки. И это, наверное, последнее, что я сегодня
266: Сказать, значит, смотрите, получается так вот как работает нагруженный усилитель в реальности и откуда берутся вот те самые ограничения типа клипирования. Вот тут у меня питание, вот.
267: Я зафиксировал какой-то базовый ток и собираюсь его менять потом и следить за изменением вот этого напряжения и вот этого режимного тока. Значит тут у меня ток 0 течёт и тут у меня стоит напряжение с величиной е.
268: Минус и 0 на р 0 на р коллектора. Только вот так. Ну и стало быть, вот давайте нарисуем плоскость коллекторных характеристик.
269: Вот это вот напряжение на коллекторе, которое у меня вот Ровно сейчас тут и написано у ц, а это ток коллектора, ну, который у меня сейчас и 0, вот это семейство коллекторных характеристик, значит, они вот какие-то вот
270: Такие вот 1 я, отвечающую заданному базовому току, пока нарисую. Вот, значит, а вот это, это называется уравнение нагрузочной прямой. И я сейчас буду рисовать график нагрузочной, прямой. Вот он.
271: Нагрузочная прямая напряжение на коллекторе. Если дс питания минус ток коллектора на р коллектора, видите, в этой формуле присутствуют те же самые переменные, что у меня по осям напряжение на коллекторе. Вот.
272: Итог коллектора, вот он, ну и стало быть, это некая линия в этой плоскости. Ну вот, чтобы её построить, надо догадаться, что это прямая линия, потому что зависимости линейные, очевидно, а дальше прямую легко проводим по точкам для того,
273: Чтобы провести прямую, надо 2 точки поставить. Смотрите, когда ток равен нулю, то напряжение равно её, значит, когда ток равен нулю, то напряжение равно её вот ставлю вот эту точку при её и через неё проходит.
274: Моя вот эта прямая, a2 точку поставлю вот на этой оси, когда напряжение равно нулю. Вот когда напряжение, равно нулю ток равен её поделить на р. Вот тут я поставлю её поделить на рк 2 точку.
275: И потом с божьей помощью проведу прямую вот такую вот это называется нагрузочная, прямая, проведённая в плоскости коллекторных характеристик, она открывает глаза на многое. Вот смотрите, у меня есть семейство коллектор.
276: Характеристик, перенесённые вот сюда, значит, при каждом фиксированном токе базы, скажем, вот при таком вот характеристика транзистора пересекается с нагрузочной прямой, и это однозначно определяет
277: Рабочей точки. Значит, вот при этом базовом токе у меня напряжение на коллекторе будет вот таким, а ток коллектора будет вот таким. Ну а теперь что происходит, когда под воздействием входного сигнала, усиливаемого базовый
278: Talk. Меняется, то вот эта характеристика, она не зависит от базового тока, она остаётся неизменной. Нагрузочная, прямая. А вот характеристики вот эти трансформируются. То есть вот эта переходит в вот эту, потом вот эту, потом вот эту и в
279: В результате получается, что рабочая точка вот начинает двигаться вверх и вниз по нагрузочной прямой, а то, что вы наблюдаете на выходе в качестве колебаний потенциала, это лишь всего лишь проекция траектории движения рабочей точки на ось напряжения.
280: Вот. Ну и, стало быть, к сожалению, для использования доступна не вся нагрузочная прямая, а только её отрезок вот от зоны насыщения, вот до зоны отсечки, вот этот отрезок. Иначе у вас просто начинается клипирование.
281: Вот тут вот сверху, за счёт отсечки, а вот тут вот снизу, за счёт искажений, за счёт насыщения, ну и стало быть, поэтому возникает задача выбора начального режима посредине доступного отрезка.
282: Прямой, которую мы с вами решали. Ну и, стало быть, возникает задача стабилизации этого режима и все такое прочее. Возникает ограниченный динамический диапазон. Связано это все с тем, что у нас
283: Transistor плохой в этом, в каком-то смысле он, видите ли, неработоспособен в нуле, его надо вытащить в рабочую область. Ну то есть он ведёт себя пристойно как источник тока только в рабочей области, то есть грубо. Если совсем грубо, то в 1.
284: Квадрате вот в этом, в 1 квадрате плоскости ток напряжения. Здесь, здесь и здесь он просто не работает туда просто нельзя забраться, его рабочую точку туда не завести. И с этим и связаны вот эти все необходимость всех этих
285: Приятных ненужных усилий по заданию правильного начального режима и обеспечению требуемого динамического диапазона. Вот в следующий раз мы с вами коротенько поговорим о том, как этот динамический диапазон
286: Изучать. Вот просто в простом случае с активной нагрузкой вот это срк, ну все достаточно просто. Рабочая точка должна стоять посередине доступного участка нагрузочной прямой и этим все сказано.
287: Вот, а в более сложных ситуациях оно бывает похуже. Вот, поэтому вопрос об изучении динамического диапазона и связанный с ним, с ним вопрос о выборе начального режима вашего усилительного элемента, это
288: Такие весьма нетривиальные вопросы, которым надо, приходится уделять внимание. И проблема тут чисто техническая. Наш усилительный элемент, ну вот так плохо устроен, что он по своему никуда не годится. Вот из за
289: Того. Вот последние слова сегодня я вас отпущу из за того, что у нас транзистор так себя плохо ведёт. Оказывается, что у нас все токи и напряжения в схеме, они, видите ли, не относительно нуля. Вот.
290: Рисуют ту ось, на которой отложен либо ток, либо напряжение, а это время вы почти никогда в живой электронной схеме не увидите чистой синусоиды относительно нуля, ну разве что на источнике во всех остальных нулях.
291: Токи и напряжения будут стоять на подставках, будет постоянная составляющая и переменная составляющая, и вот умение делить токи и напряжения на постоянную и переменную составляющую, оно должно войти.
292: Привычку, это как бы великое умение понимать, о чем я сейчас говорю о переменной составляющей, оо постоянной составляющей. Вот смотрите, для примера смотрю на коллекторный ток, вот на этот, значит, в покое он какой-то, мы его заботливо
293: Это режимный ток, который мы устанавливаем, выбирая начальный режим, а потом в процессе работы он начинает трепыхаться вверх вниз. Это вот постоянная составляющая коллекторного тока, а это переменная составляющая. Так вот, прикладное н.
294: Имеют только переменная составляющая, постоянная составляющая. Они существуют просто в силу того, что нам усилительный элемент, надо вывести рабочую область. Все у меня на этом