Главная | Обратная связь

Підсилювальний каскад з СЕ

 

Схема з СЕ рисунок 1.2 отримала найбільше застосування при реалізації каскаду на дискретних елементах.

 

Рисунок 1.2 – Схема каскаду СЕ

 

В якості КЕ тут використовується транзистор, а R позначено як R_К. Інші елементи відіграють допоміжну роль. Як вже згадувалось, в підсилювачі необхідно створити постійну складову струму І_П та напруги U_П. Це досягається поданням на базу транзистора напруги спокою U_БС та встановленням відповідної величини струму бази спокою І_БС. Резистор R₁ призначений для створення кола протікання струму І_БС, а разом з R₂ він забезпечує вихідну напругу на базі U_БС. Виділення змінної складової з вихідної напруги виконується ємністю С_Р2. Ємність С_Р1, по-перше, виключає протікання постійного струму через джерело вхідного сигналу в колі Е_К‑R₁‑R_і, по-друге, забезпечує незалежність величини U_БС від внутрішнього опору R_і. Опір R₃ є елементом від’ємного зворотного зв’язку ВЗЗ. Наявність такого зв’язку необхідна для температурної стабілізації режиму спокою. Так при зміні температури змінюється І_КС, що викличе спотворення вихідного сигналу при певному розмірі вхідного. Коротко, дія ВЗЗ полягає в наступному: припустимо, що струм І_КС збільшується. Збільшується також І_ЕС та потенціал емітера, а значить зменшується напруга U_ЕБ. Струм бази І_БС зменшується, викликаючи зменшення струму І_КС і цим викликається перешкода збільшенню струму І_КС.

Дія ВЗЗ необхідна тільки по постійній складовій. Роль такого частотозалежного шунта виконує конденсатор С_Е (опір конденсатора є функція частоти).

Дослідити схему – значить знайти її параметри, а також залежність цих параметрів від елементів схеми та режиму роботи. Назвемо головні параметри підсилювача по змінному струму. Це вхідний R_ВХ і вихідний R_ВИХ опори, коефіцієнти підсилення по напрузі К_U, струму К_I та потужності К_Р. Важливі також залежність коефіцієнта підсилення К_U від частоти вхідної напруги (амплітудно-частотна характеристика) та ступінь спотворення підсилювачем форми вхідного сигналу, яку можна оцінити через його спектр по коефіцієнтам гармонік.

Знаходження параметрів схеми з відомими елементами зручно проводити за схемою заміщення підсилювача. В залежності від діапазону підсилюваних частот розрізняють схеми заміщення для низьких частот НЧ, середніх частот СЧ, та високих частот ВЧ. Відмінність схем заміщення на тих чи інших частотах полягає у відсутності (чи наявності) елементів схем, що можуть впливати на підсилюваний сигнал заданої частоти.

На рисунку 1.3 показана схема заміщення підсилювача за схемою СЕ в діапазоні СЧ без урахування резистивного дільника R₁, R₂ та резистора R_К. На основі цієї схеми виведемо вирази (1.1 – 1.5) для вхідного та вихідного опору підсилювача та коефіцієнтів підсилення по струму та напруги.

 

 

 

Рисунок 1.3 – Найпростіша схема заміщення каскаду СЕ

(1.1)

 

де i_е0 – струм в коле емітера у режиму спокою;

φ_m – тепловий потенціал, який дорівнює:

 

(1.2)

 

 

де k – стала Больцмана;

T – абсолютна температура у градусах Кельвіна;

q – заряд електронна.

(1.3)

(1.4)

 

 

(1.5)

 

 

Схема заміщення підсилювача за схемою СЕ з урахуванням резистивного дільника R₁, R₂ та резистора R_К наведена на рисунку 1.4. Формули (1.6 – 1.9) враховують вплив резисторів R₁, R₂ та R_К на параметри підсилювача.

 

 

 

Рисунок 1.4 – Схема заміщення каскаду СЕ

 

 

(1.6)

 

 

(1.7)

 

 

(1.8)

 

(1.9)