Суть вопроса преподавателя такова: Зачем нужна эта цепь, может можно обойтись без нее? Ведь происходит повышение температуры и некоторые другие моменты. А без нее, КПД повышается. Скажите физический смысл, и что она делает эта цепь смещения. Очень нужна ваша помощь...
Ну вот смотри.. . у каждого транзистора есть зависимость тока коллектора от напряжения на базе (причем у разных типов транзисторов она своя) , дак вот эта цепь R1-R2- является делителем напряжения, который задает рабочую точку на ВАХ. (КСТАТИ БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР УПРАВЛЯЕТСЯ ТОКОМ БАЗЫ)
Затем, что режим транзистора задаётся током эмиттера. И чтоб выставить ток эмиттера таким, какой нужен, нужно обеспечить на Rэ определённое напряжение (которое не штука сосчитать тупо по закону Ома) . Поскольку в активном режиме работы напряжение база-эмиттер практически не изменяется, то конкретное напряжение на эмиттерном сопротивлении означает и конкретное напряжение на базе. Вот это напряжение и устанавливается делителем R1R2.
А нужна эта цепь именно тогда, когда без неё не обойтись. Существует масса раличных способов задать рабочую точку транзистора, но если нет специального источника напряжения, или если нет непосредственной связи между каскадами по постоянному току, или хочется получить стабильность этой точки, чтобы напряжение на базе не зависело от температуры и параметров транзистора.. . -то такая схема оказывается необходимой.
Эта цепь выводит усилительный каскад на тот участок ВАХ транзистора, где возможно линейное усиление.
Эта цепь становится не нужна, когда когда транзистор работает в ключевом режиме с отсечкой. Такие применения есть, но скажем, усилитель звуковых частот таким способом не построишь
Есть способы смещения рабочей точки:
фиксированным током, с одним резистором в цепи базы,
и фиксированным напряжением, с делителем напряжения, как у Вас, R1, R2.
Короче, резистивный делитель напряжения для обеспечения смещения фиксированным напряжением
Смотрим на зависимость выходного напряжения от входного. Без цепи смещения каскад работает в ключевом режиме (открыт-закрыт) . С этой цепью можно выставить рабочую точку. Выходное напряжение будет плавно изменяться в зависимости от входного в довольно широком диапазоне.
Плавная регулировка получается.
Резистивный делитель в цепи базы задает фиксированное значение напряжения на базе, слабо зависящее от температуры. Для этого ток. протекающий через R1-R2 выбирают раз в 10 больше рабочего тока базы + обратный ток коллекторного перехода. Изменение этих токов от температуры, при таком выборе, мало скажется на потенциале базы, ведь эти токи малы сами, а их изменения еще меньше.
Так как на схеме маломощный усилитель напряжения, а не мощности - говрить о его КПД не имеет смысла.
Эта цепь создает на базе определенный потенциал относительно общего проводника. И эта схема как раз позволяет компенсировать влияние температуры (в основном меняются от температуры обратный ток коллектора и напряжение база-эмиттер) . Если ток коллектора по каким то причинам возрастет то увеличится и эмиттерный ток, и как следствие падение напряжения на Rэ а так как потенциал базы задается делителем R1R2 то уменьшиться напряжение база-эмиттер и соответственно ток базы, это приведет к уменьшению тока коллектора. Если наоборот увеличится напряжение база-эмиттер (примерно 1,8мВ/К) то возрастает ток базы, соответственно и ток коллектора, но так как потенциал базы фиксирован то падение напряжения на резисторе Rэ тоже уменьшиться, отсюда уменьшиться ток эмиттера, и соответственно ток коллектора. Т. е. схема позволяет уменьшить влияние температуры на рабочую точку транзистора. И кстати, позволяет еще уменьшить влияния разброса коэффициента усиления по току транзисторов.
Можно ли без нее? Да можно, но тогда нужен биполярный источник питания.. . там потенциал базы задается одним источником, а Eк от другого источника, но в этом случае вход должен быть открытым (без разделительного конденсатора) и сопротивление источника сигнала по постоянному току должно быть мало. Если схема питается от одного источника то лучше использовать делитель напряжения. Есть конечно и другие схемы.. . и очень много.
Насчет КПД, уже ответили до этого - в маломощных каскадах на это не обращают внимания