Указания к заданию 2

Перерисовав статические характеристики биполярного транзистора, на семействе выходных характеристик строится нагрузочная прямая по точкам, в которых она пересекает оси координат согласно уравнению (31). Пересечение нагрузочной прямой со статической характеристикой при заданном значении тока базы I⁰_Б определяет рабочую точку транзисторного каскада, нагруженного на резистор. Координаты рабочей точки дают значение рабочего режима выходной цепи U⁰_КЭ, I⁰_К.

В справочниках приводится только одна входная характеристика для активного режима, вследствие малого влияния выходного напряжения на входную цепь прибора, поэтому входные характеристики, снятые для различных значений U_КЭ, располагаются очень близко друг к другу. Эту входную характеристику и нужно использовать при расчетах, приняв ее за характеристику нагруженного режима. Координаты I⁰_Б и U⁰_БЭ на входной характеристике дают значение рабочего режима входной цепи.

Построив затем заданное синусоидальное изменение тока базы с амплитудой I_mБ, определяют графически временные диаграммы токов и напряжений электродов транзистора. В случае отсутствия выходных характеристик, соответствующих максимальному и минимальному значениям тока базы I_Бmax = I⁰_Б+ I_mБ и I_Бmix = I⁰_Б - I_mБ нужно построить эти характеристики дополнительно. Временные диаграммы строятся с учетом того, что напряжения на базе и коллекторе противофазные, и с соблюдением одинакового масштаба по оси времени. Пример построения временных диаграмм показан на рис. 15 и 16.

После построения временных диаграмм необходимо оценить, имеются ли заметные искажения в выходной цепи транзистора или нет. Из временных диаграмм видно, что под действием переменного входного тока рабочая точка на выходных характеристиках движется вдоль линии нагрузки. Если рабочая точка какую-либо часть периода входного тока попадает в область насыщения или отсечки происходит сильное искажение выходного сигнала, называемое иногда «ограничением». В этом случае необходимо уменьшить амплитуду входного сигнала до величины, при которой рабочая точка не будет выходить за пределы активной области работы прибора.

Дальнейшие вычисления производятся только для активного режима работы прибора, называемого также линейным или неискажающим.

При нахождении из графиков величин I_mК, U_mБЭ, U_mКЭ следует обратить внимание, что максимальное значение положительных и отрицательных полуволн сигнала могут быть неодинаковыми, а значит, усиление большого сигнала и в активном режиме сопровождается некоторыми искажениями.

Для дальнейших расчетов значения амплитуд определяются как средние за период, т.е.

Значения соответствующих рабочих параметров каскада в рабочей точке можно найти из построенных временных диаграмм как отношение амплитуд токов и напряжений: