Усилительного каскада
Рассмотрим схему, в которой в выходную цепь транзистора включается сопротивление нагрузки рис. 8.22.
или Последнее выражение представляет собой прямую линию и называется уравнением нагрузочной прямой. Обычно она строится на выходных характеристиках транзистора в области безопасных режимов его работы. Для определения области безопасных режимов необходимо знать предельно допустимые параметры транзистора: Pк max, Uкэ max, Iк max. Вначале строится график кривой допустимой мощности Iк = f(Uк) при Pк.max= const.: На рис. 8.23 кривая допустимой мощности ограничена вверху максимальным током Iк max, справа – предельным напряжением Uкэ max.
Рис. 8.23
Нагрузочная прямая строится по двум точкам: по оси ординат откладывается ток Для неискаженного усиления размах выходного сигнала ограничивается внизу точкой, соответствующей режиму отсечки «В», а вверху – режимом насыщения (точка «С»). Посередине этого линейного участка выбирается рабочая точка «А», соответствующая активному режиму. Амплитуду выходного тока и напряжения можно определить графически:
Мощность переменного сигнала на выходе:
Мощность, рассеиваемая на коллекторе в режиме покоя:
Коэффициент полезного действия коллекторной цепи:
Входная статическая характеристика необходима для расчета параметров входной цепи (рис. 8.24).
Рис. 8.24
На входные характеристики переносятся с выходных точки А, В, С, D, F, затем строится входная рабочая характеристика (штрихпунктирная линия) по точкам A’, B’, C’, D’, F’. Амплитуды полуволн входного тока и напряжения получим из данного графика:
Мощность входного переменного сигнала:
Усиление по току, напряжению и мощности:
Входное сопротивление:
Выходное сопротивление:
Аналогично проводятся расчеты для схемы включения с общей базой. 8.6. Аналитический расчет одиночных каскадов
В рабочем режиме к транзистору, представляемому в виде четырехполюсника, подключается с одной стороны источник сигнала с внутренним сопротивлением RГ, а с другой – сопротивление нагрузки RH рис. 8.25.
Рис. 8.25
При расчетах воспользуемся системой h-параметров
В соответствии с принятыми обозначениями:
откуда получим величину коэффициента усиления по току в рабочем режиме: В первом уравнении системы (8.50) разделим обе части на I1: и определим входное сопротивление каскада:
или
откуда
Коэффициент усиления по напряжению:
Коэффициент усиления по мощности:
Если на вход каскада не подавать сигнал, то U1 = 0, а при подаче сигнала на выход, через цепь внутренней обратной связи поступит сигнал, равный произведению h12×U2 и во входной цепи ток будет равен I1. Из первого уравнения системы (8.50) получим: во втором уравнении системы (8.50) разделим обе части на ток I2:
Полученные выражения являются общими и их необходимо конкретизировать для каждой из трех схем включения транзисторного усилительного каскада. Для схемы включения с общей базой получим:
В большинстве случаев RH×h22б << 1 и Kiб » h21б. Для схемы с ОБ коэффициент обратной связи имеет обратный знак h12 = − h12б и тогда выражение для входного сопротивления перепишем следующим образом:
Для относительно небольших сопротивлений нагрузки будем иметь:
Коэффициент усиления по напряжению:
Выходное сопротивление:
Если Rг Выражения для схемы включения с общим эмиттером примут вид:
Поскольку для схемы с ОЭ коэффициент обратной связи положителен:
При малой величине сопротивления нагрузки получаем:
а усиление по напряжению
Далее находим выходное сопротивление:
При расчете основных параметров для схемы включения с общим коллектором необходимо учесть, что Тогда
Коэффициент усиления по напряжению:
Входное сопротивление:
или
Выходное сопротивление каскада с общим коллектором:
Для приближенных расчетов можно использовать выражение:
Выходное сопротивление получается самым малым из трех схем включения. Коэффициент усиления по напряжению близок к единице, поэтому данную схему еще называют эмиттерный повторитель.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|