Основы радиоэлектроники и связи

9. Функциональные преобразования сигналов в нелинейных электронных цепях : 9.1. Воздействие гармонического и квазигармонического сигнала на НЭ с кусочно-линейной ВАХ

9.1.1 Режимы работы НЭ

Типичный вид проходной характеристики биполярного транзистора с ОЭ (для конкретизации) с кусочно-линейной аппроксимацией приведен на рис. 1. Е_отс - напряжение, соответствующее отсечке тока (транзистор закрыт), Е_нас и I_к,нас - напряжение и ток , соответствующие режиму насыщения транзистора.

Рис.1

Такая характеристика имеет три участка. На участке 1 (u_кэ<Е_отс) ток и крутизна равны нулю. На участке 2 (Е_отс<u_кэ<Е_нас), ток и напряжение связаны соотношением

I_кэ=S(u_кэ-Е_см) ,

где крутизна , Е_см – напряжение в рабочей точке. Участок 3 характеризует область насыщения , где ток не меняется и крутизна равна нулю.

Таким образом, характеристику НЭ можно описать следующим образом

В зависимости от положения рабочей точки (А) и амплитуды входного гармонического сигнала можно получить различную форму выходного тока (см. рис.2).

а)

б)

в)

г)

Рис.2

Из рисунка 2 следует, что отличия формы выходного тока от гармонической возникают при заходе напряжения как в область отсечки, так и насыщения. На рис.2,б ток имеет форму косинусоидальных импульсов, усеченных снизу, на рис.2,в – сверху, а на рис.2,г – сверху и снизу. Последний случай характерен для устройств, предназначенных для ограничения амплитуды.

В дальнейшем анализ прохождения сигналов через НЭ с кусочно-линейной ВАХ будет ограничен случаями а) и б), где мгновенное значение сигнала не заходит в область насыщения.

Режим работы НЭ, представленный на рис.2,а, называется линейным или режимом класса А. Ток и входное напряжение совпадают по форме. Если существуют моменты времени, в которые ток равен нулю, то такой режим называется режимом с отсечкой.

© Андреевская Т.М., РЭ, МГИЭМ, 2004