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

10-2. ПЕРЕДАЧА ФРОНТА ИМПУЛЬСА

Рассмотрим качественно переходный процесс в схеме на рис. 10-3, пренебрегая сначала емкостью Q. Предположим, что на входе задана ступенька тока / д. Генератор а/э в первый момент бездействует (инжектированные носители не дошли до коллектора), и выходные ток и напряжение равны нулю; входное сопротивление в этот момент равно Гд -f rg- В дальнейшем по мере роста а if) входное сопротивление уменьшается, а выходные ток и напряжение возрастают до своих установившихся значений, соответствующих средним частотам. Скорость 8ТИХ изменений определяется постоянной времени т, с которой увеличивается ток a/j.

Еспи сопротивление источника сигнала имеет конечную величину i?r. часть тока a/g будет ответвляться в это сопротивление. В данном случае входной ток нарастает вместе с выходным (обратная связь положительна) и, следовательно,

переходные процессы затягиваются. В предельном случае, при i?r - О (генератор э. д. с. на входе), длительность и характер переходных процессов не долж-

-II- л llj V ны отличаться от длительности и харак-

в\\ И тера их в каскаде ОЭ, так как входные

цепи обеих схем при этом делаются

идентичными.

Таким образом, с точки зрения переходных и частотных свойств вариант Рис. 10-3. Эквивалентная схема О, наилучший для каскада ОЭ, будет

каскада ОБ в области малых вре- наихудшим для каскада ОБ (рис. 10-4).

sh. Влияние емкости Ск проявляется в

следующем. Во-первых, в момент подачи сигнала часть его через емкость Ск поступает непосредственно на выход. Во-вторых, последующий переходный процесс определяется не только постоянной времени т , ио и постоянной времени емкости. Поэтому переходные и частотные свойства ухудшаются.

Для количественного анализа воспользуемся снова структурной аналогией между эквивалентными схемами каскадов ОБ и ОЭ и заменим в формуле (7-39) величины р, и др. на -а, ГбИ т. д., а также тр на Та и С1 на (последняя замена не совсем правомерна, так как Ск - операторная, а С-действительная величина). Тогда приближенные изображения параметров /< и Ki получаются в следующей общей форме:

Л(8) =--, (10-7)

где Ло -- значение параметров на средних частотах; Хаое = Та + Тк -г-эквивалентная постоянная времени;

Та = ТаТк Та; Тк = Тк (1 - 7к) Q (R \\ Rrd-

Время нарастания согласно общему определению [62] равно:

Из формулы (10-7) получаются упрощенные частотные характеристики параметров:

Л = -, (10-9)

i+i -



где верхняя граничная частота

1-аУэ г 4-т

(10-10)

Сравнение полученных выражений с соответствующими выражениями для каскада ОЭ подтверждает преимущества каскада ОБ в отношении переходных и частотных свойств. Например, при fa = 50 МГц; = 25 Ом; = ЮО Ол; Ск = 2 пФ; Rk II = 2 кОм; Rr = 100 Ом в каскаде ОБ получаем < 35 не; f = 10 МГц, тогда как для схемы ОЭ при Р = 50 будем иметь L <к 120 не; fl 2,8 МГц.

-Ао /

=0,1кУ

Rr=0

-/nql

- 0,1k

{Од)

1 0

5 1,0 1,5 2,0 мкс

Рис. 10-4. Сравнительные переходные карактеригтики каскадов ОБ и ОЭ при Rr а к Rr фО.

О 0,5 1,0 1,5 2,0 МНС

Рис. 10-5. Переходные характеристики входного тока и входного сопротивления в каскаде ОБ.

Упрощенное изображение входного сопротивления получается из формулы (10-4) при подстановке а (s). После некоторых преобра-вований оно может быть представлено в следующей форме:

l + s

1 - Тэо

(10-11)

Нетрудно убедиться, что при t = О {т. е. при s = оо) начальное значение входного сопротивления больше, чем Rj. Соответственно входной ток (при ступенчатом сигнале £г) после начального скачка плавно нарастает до установившегося значения. На рис. 10-5 показаны функции z (t) и 1 (О н относительном масштабе. Из сказанного следует, что входное сопротивление каскада ОБ имеет индуктивный характер в отличие от каскадов ОЭ и ОК (т. е. каскадов с базовым входом), у которых оно носит емкостный характер. Естественно, что при синусоидальном сигнале входное сопротивление каскада ОБ увеличивается с ростом частоты.

10-3. КАСКАД С ЭМИТТЕРНОЙ СВЯЗЬЮ

Органическим сочетанием каскадов ОК и ОБ является каскад с эмиттерной связью (рис. 10-6), предназначенный для синфазного усиления (оба каскада ОК и ОБ не изменяют полярности сигнала).



Анализ каскада проведем только в области средних частот. Для этого воспользуемся формулами, выведенными в § 9-2 и 10-1, считая параметры обоих транзисторов одинаковыми. Кроме того, примем для обоих транзисторов = оо (что упрощает анализ) и положим /?э = оо. Последнее предположение основано на том, что эмиттерные- токи Ii и 1 под действием сигнала меняются в противоположных направлениях, а ток через сопротивление остается при этом практически неизменным .

Нагрузкой повторителя (транзистор Т) является входное сопротивление каскада ОБ (транзистор Т). Поэтому, перейдя в формуле (10-1) от а к р и добавив к Гб сопротивление /?б2 = Ri II Ri, пачучим:


Яб2+Гб

Теперь из формулы (9-8а), полагая Rh = R Rr < R II R и опуская Rg и Гк, находим коэффициент передачи повторителя:

Рис. 10-6. Каскад с эмнттериой связью.

?r + /?62+2(r6--(l-fP) г,]-

(10-12а)

Коэффициент усиления каскада ОБ найдем из формулы (10-2), полагая в ней R. = О (поскольку в данном случае коэффициент усиления определяется по отношению к напряжению непосредственно на эмиттере) и подставляя в нее полученное выше значение

э + (1-а)(/?б2-Ь-б) R(,2 + r(. + (Л-Ь)ь

(10-126)

Перемножив коэффициенты Ки и Ки, найдем коэффициент усиления каскада в целом:

Ки =

UuuK PJMi!>

£r Rr+R62+2lr6 + (i+)r,]-

(10-13)

Рассмотренная схема обладает сравнительно узким динамическим диапазоном входных сигналов. В самом деле, пусть, например, потенциал (Убг фиксирован и пусть Uqo - напряжение на эмиттерных переходах в отсутствие сигналов. Тогда потенциал (Уб1 НС может увеличиваться (по модулю) больше чем на 2(/эбо (иначе запрется транзистор Tg) и уменьшаться больше чем на 2L6o

* Подробнее о роли сопротивления Rg см. в гл. 14.



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.