Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 [ 109 ] 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

напряжения Kb полезно дополнительно анализировать коэффициент усиления тока Ki, хотя они и связаны друг с другом (см. гл. 8).

Для облегчения анализа целесообразно упростить эквивалентную схему транзистора, пренебрегая генератором обратной связи Такое упрощение предполагает соблюдение неравенства

1bkUk<U6s.

Заменяя на (/ых и tes на U, представим это неравенство в более наглядном виде:

Практически у всех транзисторов < 10 ; следовательно, обратная связь по напряжению пренебрежимо мала при Ки < ЮО, т. е. в большинстве реальных каскадов.


Рис. 7-2. Упрощенная эквивалентная схема каскада в области средних частот.

7-2. КАСКАД В ОБЛАСТИ СРЕДНИХ ЧАСТОТ

В области средних частот внешние емкости С, и Q будем предполагать бесконечно большими, емкость Q равной нулю, сопротивления нагрузки R и источника сигнала чисто активными, а коэффициент передачи р действительной величиной. Тогда эквивалентная схема каскада будет такой, как показано на рис. 7-2. В этой схеме отсутствует сопротивление Лк (оно будет учтено при более постом

анализе), а эквивалентное сопротивление делителя Ri R показано пунктиром (его роль также будет рассмотрена несколько позднее). Займемся сначала анализом основной части схемы, показанной сплошными линиями.

Упрощенный анализ. Входное сопротивление каскада определяется отношением UJI, где U - напряжение на зажимах

- Э, а - ток базы. Учитывая, что через сопротивление протекает ток /g, а через сопротивление г, - ток (I + Р)/б, и складывая оба падения напряжения, находим] величину U; деля ее на ток /б = получаем:

/?вх = -б + (1+Р)-э- (7-2)

Если, например, Ге = 100 Ом, = 25 Ом и Р = 50, то R == = 1 350 Ом.

Входное сопротивление зависит от режима транзистора, особенно от тока 1, поскольку величина обратно пропорциональна этому току. При токах > 10 мА основное зна-



чение имеет сопротивление базы; оно определяет минимальное значение Rbx- Повышение входного сопротивления, желательное в ряде случаев, достигается уменьшением эмиттерного тока в рабочей точке. Однако при этом уменьшается усиление каскада и могут возрасти нелинейные искажения, так как в области малых токов входная характеристика имеет большую кривизну (см. рис. 4-П, б).

Выходное сопротивление, как всегда, определяется со стороны выходных зажимов при отключенной нагрузке и нулевом входном сигнале. Если не учитывать величины (рис. 7-2), то выходное сопротивление равно сопротивлению R:

RebJH ~ Rk- (7-3)

о выборе величины R будет сказано ниже.

Коэффициент усиления напряжения определим как отношение напряжения t/j,bix на нагрузке к э. д. с. источника сигнала *. Из очевидных соотношений

u.u. - i6{RAR.):

легко находим:

в идеальном усилителе напряжения (R = 0), работающем в режиме холостого хода (7? = оо), коэффициент усиления будет максимальным и равным:

/С х.х = --7. (7-46)

Введя так называемые коэффициенты входа и выхода каскада по напряжению

t вх t

можно записать (7-4а) в следующей форме:

К и ~ Ки X. х1вх йёвых а- (7-4в)

в дальнейшем будем использовать только индекс и, считая, однако, что величина определяется по отношению к £1,. В тех немногих случаях, когда величина К относится к t/вх. будем делать соответствующие оговорки. Если в формулах фигурируют коэффк-

* При сравнимых значениях и /?ек такое определение более логично, чем то, которое применялось в ламповых каскадах (отношение Usux к напряжени!о непосредственно на сетке лампы t/вх)- Действительно, для ламп, как правило, имеет место соотношение R < /?вх и, следовательно, Upx £г> тогда как в случае транзисторов, как правило, R R и потому Uk <£г- Поскольку первичным сигналом является э. д. с. Е., именно по отношению к ней и следует в общем случае определять коэффициент усиления.



циенты усиления обоих типов, например (7-4в), то для величин, отнесенных к э. д. с. £г, используется индекс U, а для величин, отнесенных к напряжению U, - индекс и.

В выражениях (7-4) нужно обратить внимание на знак минус, который говорит об изменении полярности сигнала (т. е. сдвиге фазы на 180°). Иногда для простоты знак минус не пишут, но о нем следует всегда помнить.

Из формул (7-4) видно, что коэффициент усиления увеличивается с уменьшением входного сопротивления. Это обстоятельство специфично для транзисторных каскадов и объясняется тем, что выходное напряжение пропорционально входному току, а он растет с уменьшением Ry.

Далее формула (7-4а) показывает, что суммарную коллекторную нагрузку /?к II /?н желательно делать возможно большей. Так как сопротивление обычно задано, следует выбирать R > R. В частности, если нагрузкой является вход аналогичного каскада, то /?н = Rbx и /?к определяется из неравенства

/?k>-Rbx, (7-5)

которое должно быть достаточно сильным.

Вообще говоря, при малой величине Rj. и большой величине Rk II Ra коэффициент усиления может быть весьма высоким и ограничен факторами, которые мы отметим ниже, учтя сопротивление Гк. Однако в типичном случае, когда данный каскад работает на другой аналогичный каскад, значение К и ограничено. Пусть, например, Rk R = Rbx и /?г < /?вх. Тогда из (7-4а) получаем Ка Р-Пусть теперь /?к = = вх . тогда Ка = §/4. Если § имеет значение 30-100, коэффициент усиления будет соответственно лежать в пределах от К и 30 - 100 до /С 8 25.

Теперь учтем влияние базового делителя, сопротивление которого не всегда может считаться пренебрежимо большим. Воспользуемся теоремой об эквивалент-нем генераторе [62] и с ее помощью преобразуем источник сигнала Е, i?r в эквивалентный источник с параметрами:

=ет1= ir=i?.iii?.K.. (7-6)

Легко убедиться, что выходное напряжение при этом уменьшится, несмотря на некоторое уменьшение R по сравнению с R. Поскольку величину U. нужно относить к прежнему, истинному значению Е., приходим к выводу, что наличие делителя (если его сопротивление R1IIR2 сравнимо со значением R) снижает усиление каскада.

Коэффициент усиления тока можно найти, воспользовавшись принципом взаимного соответствия [62], т. е. заменив генератор э. д. с. Е, включенный последовательно с сопротивлением генератором тока /г, включенным параллельно с сопротивлением Тогда ток базы и ток в нагрузке запишутся следующим образом:

i / / Of Rk

R+Rbx Rk+Ru



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 [ 109 ] 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.