Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 72
Текст из файла (страница 72)
6-5, Анализ показы- Ел ваег, что этот выигрыш тем более замеВт тен, чем меньше отношение (Й,+ Йэ)/Й„. Преимущества данной схемы проявляются тогда, когда указанное отношение близко к единице или меньше ее. Вход Вг Однако такой ннзкоомный делитель, а Выход улучшая стабильность в 2 — 3 раза 1, заметно снижает усиление каскада и входное сопротивление.
Рис. 6-7. Схема, обеспечива- Каскад ОК обычно имеет структукяиая режим каскада ОК. Ру, показанную на рис. 6-7. Она отли- чается от структуры каскада ОЭ (см. рис. 6-5) отсутствием коллекторного резистора )с„. Так как сопротивление последнего не влияет на приращения А(„, то фор мула (6-8) остается в силе. для каскада ОК характерйо то, что приращения Л)„ меньше влияют на величину коллекторного напряжения из-за отсутствия )г„. Следовательно, при малых Й. будет меняться в основном одна координата рабочей точки (г„) и параметры транзистора будут меняться лишь постольку, поскольку они зависят от Гм х При этом возмсакиы значения $ <а (см.
гл. 4 в [6Я). Необходимо заметить, что возможно ббльшая стабильность рабочей точки „е всегда полезна. Действительно, параметры транзистора зависит от температуры ве только косвенно, из-за сыск!ения.рабочей точки, но и непосредственно, т. е. „даже рабочая точка неизменна. Например, коэффициент р увеличивается с ростом температуры при п о стоя н н ы х токе 1, и напряжении Пю Позтому шквда допускают некоторое увеличение тока и уменьшение напряжения с тем, чтобы р е ж и и и о е приращение ьр (1м сгз) частично компенсировало непосредственное т е м п е р а т у р н о е приращение Ар (Т).
Тем самым будет достигнута бблыпая стабильность у с и л е н и я, если именно она является первоочередным фактором. 6-3 РАСЧЕТ КАСКАДОВ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ Будем считать заданными режимные величины '1, 1„и с1зв— ~ Ц„,. Они либо заимствуются из справочника, либо выбираются из соображений, кратко сформулированных в 5 6-1. Кроме того, можно считать известными сопротивления Р„„и Р„, которые получаются в результате предшествующего расчета каскада по переменному току.
Из параметров транзистора следует знать 8 (или а) и его зависимость от температуры, тепловой ток 7„е и сопротивление базы гв. Наконец, должны быть заданы рабочий диапазон температуры н допустимый сдвкг рабочей точки в этом диапазоне (М, „или М а,„11„). Тогда для статического расчета каскадов можно руководствоваться следующими соображениями. Каскад с общей базой. В этом каскаде (см.
рис. 6-3) имеем Е,е — — Е;, Рв = О и соответственно Рза = Р, и ув — — 1. Следовательно, выражения (6-4в) и (6-8) (или (6-11)1 содержат только две неизвестные величины: Р, и Е„которые поэтому определяются однозначно. Полагая М„~ М„,„, из (6-8) получаем: (6-12) А1ю ~„— А1„— 1+р 8 После того как Р, выбрано из этого условия, выражение (6-4в) с учетом (4-8) приводит к соотношению Е,=1,Р.+и„, (6-13) которое можно получить и непосредственно из принципиальной схемы каскада.
Нередко найденное значение Е, оказывается столь малым, что его трудно получить в реальной схеме (обычно желательно иметь Ез ) 1 —: 2 В). Поэтому, если из формулы (6-13) получается слишком малое значение Е„задаются более приемлемым значением э. д. с. н соответственно увеличивакп Р,. Это способствует выполнению неравенства (6-14) которое желательно с той точки зрения, чтобы сопротивление Р, возможно меньше шунтировало вход каскада. Коллекторная цепь рассчитывается из соотношения (6-15) Е.=((7 !+7.й. йб й11йдвд йвд (6-16) но иногда разумнее принять за основу сопротивление й„ исходя из желательного значения напряжения У, = 7,й,.
В первом случае, выбрав йб, находим й, с помощью выражения (6-8), полагая Ы„~ Лд „„: мйдк.доп)дб 11Ывб) лук.доп ~ Лука+ (1+ ())в ~ (6-17а) Во втором случае, выбрав й„находим йб. Р(Ы ".й +Ьи.б) й. (6-175) б - 1- 1 ар.1 в (1+6) ~аУко+ ~ — »1». оп (1+5)! если знаменатель (6-175) отрицательный, следует изменить знак неравенства. Задаваясь значением Л!к. „, следует обеспечивать условие ~~)к.доп ~~~ко+~в (1+рр Лр в противном случае формулы (6-17) недействительны. Иначе говори, значение п)к.доп, не удовлетворяичдуво условию (6.18), нельзя реализовать ни прн каких значейиях й» и Йб. (6-18) Зная й, и йб, нетрудно найти сопротивления делителя й, и й,. Для этою запишем потенциал базы в виде (7б = — Ее+ 7бйб = — Ек,Г+ 7бйб йб 1 и подставим (дб = — 7,й, — Ум.
Тогда получим: Ек — +1б 1»лв+('вб йб где напряжение У„б заранее известно, а одним из параметров Ек или й, задаются. Соотношение (6-15) получается из общеч формулы (6-5а) при 0б = О. Каскад с общим нмиттером. Рассмотрим сначала типичную схемУ (Рис. 6-5), в котоРой Е,б = Еб = Е„йв)(йд + й,) и йб =- = й, )! й,. Поскольку в уравиейия (6-4в) и (6-8) (или (6-11)) входят трн неизвестные величины: Еб, йб и й„одной из ннх нужно задаться, Часто задаются сопротивлением йб нз условия, аналогичного (6-14): СопРотивление Йв легко выРажаегсЯ чеРез Йб и )7,: (! 1)т (6-196) Из общей формулы (6-66) при Е, = 0 получаем ссютношение Е,=!(7„!+7 Е„+1,тс„ (6-20) Если каскад имеет структуру, показанную на рис.
6-6, то сопротивлением двя и напряжением Е„задаваться не следует, так как в противном случае зта схема не будет иметь преимуществ перед предыдущей. Сопротивления 11б и йв выбираются с учетом условий (6-!Б) и (6-17). После етого нужно найти сопротивления й» и Йв. Сопротивление Яг определяется иа выражения (6-19а), если вместо в. д. с. Е„использовать напряжение Уе = вв1 в -1- (сГев! (от которого питается делитель в данной схеме): ! 11~ (+У.й.
(6-211 вв"тв+(Гвб ! у Сопротивление 11 рассчитывается по формуле (6-196), Зная сумму Ят -1- 11в, выбирают йа из условия 11 г,+ям (6-22) Учитывая, что через сопротивление йв протекают н ток иоллехтора, н ток делителя, вапряжение Е„определяют по формуле я„=!и„,!+у,л,+(1,+ ) л„. ! из, !+ У,й, 1 16-23! Ив+Из В заключение заметим, что схемы на рис. 6-6 и 6-6 в действительности должны быть дополнены блокирующими конденсаторами, В противном случае усиление, даваемое каскадами, будет очень мало, так как обратные связи будут подавлять не только т е м- П Е Р а т У Р Н Ы Е ПРИРагПЕНИЯ Лйю НО И ПРИРаЩЕНИЯ„ВЫЗВаННЫЕ сигналом. Реальные схемы каскадов будут рассмотрены в следующей главе.
Каскад с общим коллектором. Как уже отмечалось, этот каскад (рис. 6-7) с точки зрения режима отличается ат каскада ОЭ только отсутствием резистора Ем Поэтому расчет сопротивлений проводится по формулам (6-(7) и (6-19). учгпывая, что й„= О, значение Й, согласно (6-20) можно выбрать значительно большим, чем в кас"аде ОЭ. Это способствует повышению стабильности, а главное, позволяет увеличить сопротивление Йб и вместе с ним входное сопротивление каскада.
исходя из которого можно определить э. д. с. Е„или (если э. д. с. Е„задана) внести необходимые коррективы в значения )(„и Я, (последнее с точки зрения стабильности желательно изменять только в сторону увеличения). Глава ввдьиаа хсилиткли с кмиостиои связью 7-1.
ВВЕДЕНИЕ В транзисторных усилителях, как н в ламповых, наибольшее распространение имеют каскады с емкостной связью'. Типичный каскад такого типа (рис. 7-1) содержит переходные конденсаторы С, и С, и блокирующий конденсатор С,. Коидеисатор Ст призвав изолировать генератор (источиик) сигнала от входа каскада по постов якому такт и соедииить их по переменной составляющей сигнала. Коидеисатор Се выполняет аналогичную функцию по отиошеиию к выходУ каскада и нагРУзке. КонденсатоР С, шУвтиРУет РезистоР )гв по переменному току и тем самым ослабляет (практически лвквидируег) отри- цательиую обратную связь в каскаде иа час- -а» тате сигиаза. гуг Я» Емкости этих конденсаторов окаРа зывают влияние на работу каскада в области низших частот н при передаче о вершины импульсов.
В области высших частот и при передаче фронтов импульсов первостепенное значение имеют зрела йв менная (или частотная) зависимость коэффициента р и коллекторная емкость С В отличие от ламповых схем паразитные емкости в транзисторных каскадах оказывают обычно второстепенное влияние и могут не учитываться. Как и в других типах усилителей, при анализе транзисторных каскадов выделяют область средних частот, в которой можно считать схему состоящей только из активных элементов и не учитывать временных и частотных искажений. С этой области мы и начнем изучение каскада.
Однако предварительно сделаем два замечания. Входные сопротивления биполярных транзисторов, как правило„меньше, чем выходные В связи с этим транзисторные каскады часто работают не как усилители н а п р я ж е н и я, а как усилители т о к а (б2). Поэтому наряду с коэффициентом усиления ь Ниже термин вкаскадв (ие совсем шрого) используется применительно к олиокаскадиым усилителям — главным обьектам аяалвза в данной части книги.
Собствеиио каскады, т. е. злемеитарвые п р о и е ж ут о ч и ы е ячейки миогокаскадвого усилителя (см. Рис. 7-16), являются частиься случаем одиокаскадиых усилителей, когда источником сигнала служит выход предыдущего каскада, а нагрузкой — вход следующего каскада (см. з 7-4). Что касается тезиса о распространенности емкостиой связи, то оп справедлив лишь лля дискретных электронных схем, монтируемых из отдельиых компоиеитов. В области интегральных микроэлектроииых схем типичны галь ваиические, непосредственные связи мшкду каскадами (см. гл. 13 к 14). напряжения' К, полезно дополнительно анализировать коэффициент усиления тока К„хотя онн и связаны друг с другом (см.
гл. 8). Для облегчения анализа целесообразно упростить эквивалентную схему транзистора, пренебрегая генератором обратной связи р,„(1„. Такое упрошение предполагает соблюдение неравенства р,„и„<и„. Заменяя (1„на (1, „и (1е, на (1,„, представим это неравенство в более наглядном виде: К„е~ —. 1 (7-1) рак Практически у всех транзисторов р„ < (О а; следовательно, обратная связь по напряжению пренебрежимо мала при К, < 100, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
