Линейные усилители обеспечивают усиление сигнала без каких-либо искажений, поэтому выходной сигнал является точной усиленной копией входного сигнала. Делитель напряжения смещает транзистор с синусоидальным источником переменного тока, соединенным с базой через конденсатор C1, а нагрузка соединена с коллектором через конденсатор C2, как показано на рисунке: Принцип работы транзисторного усилителя. Конденсатор связи блокирует постоянный ток, тем самым не позволяя внутреннему резистору истока Rs и нагрузочному резистору RL изменять напряжение смещения постоянного тока на базе и коллекторе.
В идеале конденсатор выглядит закороченным на напряжение сигнала. Синусоидальное напряжение источника вызывает синусоидальное изменение базового напряжения выше и ниже уровня смещения постоянного тока VBQ. Результирующее изменение тока базы приводит к большему изменению тока коллектора из-за усиления тока транзистора.
Принципиальная схема транзисторного усилителя
По мере увеличения синусоидального тока коллектора напряжение коллектора уменьшается. Ток коллектора изменяется выше и ниже значения ICQ в точке Q, синхронно с током базы. Синусоидальное напряжение коллектор-эмиттер изменяется выше и ниже значения Q-точки VCEQ, сдвинуто по фазе на 180° с базовым напряжением, как показано. Транзистор всегда производит изменение фазы между напряжением базы и напряжением коллектора.
графические изображения
Только что описанную операцию можно проиллюстрировать графически на линии нагрузки переменного тока, как показано на рисунке ниже. Синусоидальное напряжение на базе создает базовый ток, который варьируется выше и ниже точки Q на линии нагрузки переменного тока, как указано стрелками.
Нагрузочная линия транзисторного усилителя
Рисунок: Графическая работа линии нагрузки переменного тока усилителя, показывающая изменения тока базы, тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер относительно его значения Q-точки постоянного тока. Ib и Ic имеют разные масштабы.
Линии, проецируемые от пика тока базы на ось IC и вниз к оси VCE, представляют размах колебаний тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер, как показано. Линия нагрузки переменного тока отличается от линии нагрузки постоянного тока, поскольку эффективное сопротивление коллектора переменного тока равно RL параллельно с RC и меньше, чем сопротивление коллектора постоянного тока RC.