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

полагая РоеТб > 1. можно привести приращение (б/д к следующему простому виду:

(13-3)

Подставив теперь в формулу (6-8) правую часть (13-2) вместо Др/р и добавив слагаемое (13-3), получим абсолютный температурный дрейф каскада:

Li-t-P

(i-vD -

Гк .

1-ье р

(13-4)

где положено Абэб = -еАТ.

Ток б/г является по смьюлу температурным дрейфовым током, соответствующим значению S = 1, а коэффициент нестабильности S


Рис. 13-2. Обобщенная эквивалентная схема каскада постоянного тока.

а - исходная схема; б - схема, преобразованная по теореме об эквивалентном

генераторе.

определяется эквивалентным коэффициентом Рое и является обобщением выражения (6-7):

Ро. pv;-

(13-5)

Обычно четвертое слагаемое в выражении (13-4) заметно меньше третьего, поэтому пренебрежение сопротивлением в гл. 6 было оправдано. В усилителях же постоянного тока целесообразно учитывать все причины дрейфа. Из выражения (13-4) видно, что член с Аг может иметь разные знаки в зависимости от соотношения обоих слагаемых; в частности, он может быть равен нулю.

До сих пор мы рассматривали абсолютный дрейф. Однако на практике важнее знать относительный (приведенный) дрейф, т. е. дрейф, пересчитанный ко входу. Эту величину удобно сравнивать с величиной входного сигнала и, таким образом, оценивать чувствительность усилителя.



Покажем, что уменьшение коэффициента нестабильности не решает проблемы относительного дрейфа.

В самом деле, определим из рис. 13-2 коэффициент усиления каскада, например, по базовому входу. Для этого используем формулу (7-16), положив Р = Рое, = оо и Rr 4- б = Rq, тогда

~PogK о ПЧ fi\

( э-Ь/?б)(1-ЬРоеТб) Rs+Re °

Умножая (13-4) на Rk и Деля на I Ки-\, можно представить приведенный температурный дрейф в виде эквивалентного напряжения:

6t/ = (R3-l-R6)6/r. (13-7)

Как видим, приведенный дрейф действительно не зависит от коэффициента нестабильности и уменьшается только с уменьшением сопротивлений Rg и R. Подставляя в (13-7) ток 6/7- из (13-4) и полагая Rg + Rg ->0, легко убедиться, что напряжение приведенного дрейфа стремится к пределу:

6/ .. ., = Д/дб1 = еДГ. (13-8)

Например, если е = 1,6 мВ/град и ДТ = 100° С, то б/х = = 160 мВ. Следовательно, температурная зависимость {Т) имеет принципиальное значение в усилителях постоянного тока, ограничивая их чувствительность.

Согласно (13-8) низкоомные усилители на германиевых и на кремниевых транзисторах оказываются практически равноценными в отношении дрейфа : приведенный дрейф в диапазоне ±60° С составляет около 0,2 В или (при входном сопротивлении 50-100 кОм) несколько микроампер.

Необходимо подчеркнуть, что пропорциональность между коэффициентом усиления и коэффициентом нестабильности, лежащая в основе выражения (13-7), свойственна только усилителям постоянного тока, поскольку в них отсутствуЕОТ блокирующие емкости. В усилителях переменного тока эти емкости позволяют обеспечить глубокую обратную связь по постоянной составляющей тока (т. е. малое значение S) и незначительную обратную связь по переменной составляющей тока (т. е. большое значение /Г).

13-3. ОДНОТАКТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

В настоящее время в усилителях постоянного тока, как правило, используются дифференциальные, т. е. двухтактные каскады (см. гл. 14). В данном параграфе мы рассматриваем однотактные усилители, главным образом для иллюстрации тех проблем, которые возникали при отказе от дифференциальных каскадов, что в прошлом, в дискретной (неинтегральной) схемотехнике, мотивировалось уменьшением числа транзисторов.

Низкоомные сопротивления обеспечивают малую роль теплового тока - главного фактора температурной нестабильности-для германиевых транзисторов.



На рис. 13-3 показана схема трехкаскадного усилителя с непосредственной связью коллектора одного транзистора с базой другого. Такой способ каскадирования наиболее прост и экономичен, но требует соблюдения определенных условий. А именно, исходя из очевидных соотношений

it/Kvl = t/6(v , f/,vl<t/Kvl = lt/,

к (v+1) .

6 (v+1) I I I

и принимая, что токи у всех транзисторов одинаковы, нетрудно получить следующие неравенства :

Рк 1 > Рк2 > Рк3? Рэ1 <Рэ2<РэЗ.

Эти неравенства означают, что коэффициент усиления от каскада к каскаду убывает: Kv+i > Kv 1см, (13-11)1.

I,<s Ts,

Вход О

1

Выход

X a)


Рис. 13-3. Трехкаскадный одно-гактный усилитель постоянного тока.

Рис. 13-4. Методы смещения эмиттеров в многокаскадном усилителе, начиная со второго каскада.

Если уменьшать ток в каждом следующем каскаде, то можно выровнять сопротивления R, но одновременно придется увеличить сопротивления R. Если, наоборот, увеличивать токи в каждом следующем каскаде, то можно выровнять Pg, но одновременно придется уменьшить сопротивления R. Поэтому (при заданном

более рационально повышать потенциалы эмиттера от каскада к каскаду не путем увеличения сопротивления R а с помощью дополнительных токов, поступающих через балластные сопротивления (рис. 13-4, а), или с помощью дополнительных напряжений, получаемых от полупроводниковых стабилитронов (рис 13-4, б).

* В самом деле, /?kv== (к - kv)/k и /?эу== эг/э где потенциалы I/kv и tav возрастают (по модулю) от каскада к каскаду.



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.