Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 84
Текст из файла (страница 84)
~та схема соответствует структуре ва рис. 8-2, б. Отсюда следует, что усилительным параметром является сопротивление передачи. Козффициеит обратной связи = — 1Я, а глубииа обратиой связи, определяющая стабильность, составл о.е' пяет 1 — ~па/~ол.с. Поскольку сопротивлеиае передачи редко используется иак параметр, его иожио выразить через более раси растр аиев кую велич и и у Кг — — КаИм (см.
табл. 8-2). Тогда получаем глубину обратной связи 1 — КеяаЯса„где цод кв следует ° оиимать сопротивление Кез. Например, если Кхз —— 5 кОм, Е.,= 1 МОм з Кг — — — 6990, то 1+ мА = 26в. Общая обратиая связь позволяет умеиьшить результирующий дрейф тем сильиее, чем больше параметр А.
Поэтому часто имеет смысл у и е и ь ш и т ь юпротивлеиия 3 (или даже заменить их полупроводвиковыми стабилитроиахги). -б б) Рис. 8-9, Трехкаскадный усилитель, стабилизироваииый общей параллельной обратиой связью по иаприжеиию постоявиого тока. а — првзцапяальива схема; а — схелетаая схема. Получающееся при этом возрастаиие коэффициеитов нестабильности Я в каждом зз каскадов (см. 5 6-2) с кзбытком компенсируется возраставием коэффициеита усилеяия Кг и, следовательно, глубины обратной связи. Этот вывод соответствует сбщему положению о предпочтительиости общей обратиой связв перед мествыми (см. 9 8-4). Рассмотрсииыв метод стабилизации может иметь ряд вариаитов. Например, з том же трехкаскадвом усилителе можно подавать обратную связь с змиттера граизистора Т ма эмитгер транзистора Т .
В двухиаскадиом усилителе можно подавать обратную связь с коллектора транзистора Т, иа эмиттер транзистора Т, и т. д. Иногда ва входе добавляют резистор Ез (ка рис. 8-9, а показаи пуиктиром), который уъшиывасг результирующее сопротйвлеиие в цепи базы траизвстора Т, а тем самым его к ициевт иестабильяости (см.
9 6-2). Такой метод стабилизации можно счвтать развятием метода, используемого ииогда в отдельных каскапах (см. Рис. 6-6), вли, наоборот, последний можно считать часгаым случаем сбщего метода. Глава девлтал эмитри ные по)ш)рители 9-1. ВВЕДЕНИЕ Часто возникает необходимость в каскадах с повьппенным входиым сопротивлением и пониженным выходным сопротивлением. Наиболее распространенным каскадом такого типа является змиттериый повторитель — схемный аналог катодного повторителя Сопротивлеиие Гтае в данной схеме выбиРаетсЯ из очевидного Условва мо.е=(0ез — ~>змггсь где )пт — желательный ток базы. В приведенном примере положено Ущ= 19 мкА и Ухэ — Ущ — — 10 В.
Ю1. Эмиттерный повторитель (рис. 9-1, а) использует включение транзистора по схеме ОК; он не дает усиления по напряжению и не поворачивает фазу входного сигнала. В этом легко убедиться, если Рис. 9-Ь Пряипипиальаая схема простого повторителя. и — в ебеннан неебрвменнн, -б — нрнееленнен н структуре вв рнс. 8-9, а. учесть, что напряжение (7б, мало меняется при работе каскада.
Следовательно, потенциал эмиттера «привязана к потенциалу базы и повторяет его изменения. 9-3. ПРОСТОЙ ПОВТОРИТЕЛЬ Схему, показанную на рис. 9-1, а называют п р о с т ы м повторителем в отличие от сложных, которые содержат два транзистора и более и будут рассмотрены позднее. Анализируя повторители, мы не будем затрагивать область низших частот, которая не имеет специфики по сравнению с каскадом ОЭ. Типичной нагрузкой повторителя будем считать совокупность активного сопротивления и емкости, включенных параллельно: пн1пе 2„, ( ) = где тн, = С„(1с„1)с,).
Схема иа рис. 9-1, а является типичным примером усилителя со 100%-ной последовательной обратной связью по напряжению (рис. 9-1, б). Поэтому ее можно было бы анализировать„исходя из общих соотношений, приведенных в 5 8-2. Однако'полезнее анализировать схему в целом, не выделяя цепь обратной передачи. Входное сопротивление. На эквивалентной схеме повторителя (рис. 9-2) заменим комбинацию сопротивлений, расположенных справа от точек Б' — К, одним сопротивлением гй!! (г, + )с,!! 1сн), Тогда структура данной схемы будет подобна структуре схемы ОЭ (см.
рис, 7-2), если в последней положить й„= О. Поэтому входное На практике всегда выполняется соотношение г, <')ь', !1)т'„ (поэтому на рис. 9-2 сопротивление г, показано пунктиром). В этом случае формула (9-1а) упрощается и становится более наглядной: )~ьх-гз+(1+))) (г~1Й,1Ю. (9-1б) Здесь первое слагаемое обычно пренебрежимо мало по сравнению со вторым.
Кроме того, в большинстве спучаев внешние сопротивления Й, и г(„значительно меньше, чем г„', и последнее можно не учитывать. Однако оно накладывает принципиальное ограничение на входное сопротивление. Действительно, если предположить 14, (! Я„~ г'„, то из (9-1) получим максимально возможное значение входного сопротивления: Иь „, г„. (9-2) + гг б' гь Э + бай Как известно, сопротивление га у маломошных тран- к зисторов доходит до 1 МОм Рис.
9-2. Эквивалентная схема повтори- и выше'. геля в области среднвх частот. Практически при холостом ходе (Я„= оо) и при сопротивлении )т, порядка 1О кОм можно получить гт,„до 100— 200 кОм. При наличии нагрузки входное сопротивление обычно определяется значением Я„, которая в случае повторителя не бывает большой (иначе не имеет смысла использовать повторитель).
Если нагрузка не остается постоянной„то меняется и входное сопротивление. Величина входного сопротивления сильно ограничивается делителем в цепи базы. Для хорошей стабильности согласно (6-9) желательно иметь гы (! Йз < й„а для сохранения большого входного сопРотивлениЯ желательно иметь )тг )! )сз > Й,„= Р (Й, )! Й ) Сочетание этих условий возможно лишь тогда, когда Р, ) ()гс,. это в свою очередь означает сравнительно низкоомную нагрузку )т, (200 — 300 Ом), так как )4, не может быть очень большим из-за трудностей в установлении необходимого режима транзистора. сопротивление повторителя определится формулой (7-2), в которой сопротивление г, следует заменить указанным эквивалентным сопротивлением з: = ге+(1+р) (г„'~ (г,+Д,!!ф„)).
(9 1а) " На схеме для простоты не показаны сопротнвлевия делителя )ть гга. влияние делителя можно учесть по теореме об эквивалентном генераторе (см. и 7-2). з Нрн малых рабочих токах (десятые доли миллиампера и менее) можно согласно (4-24) увелвчить гз, з вместе с ним и )4зх „ьз, но много раз. Однако при этом ухудпикпся другие параметры повторителя, прежде всего нагрузочнан способность. В схемах, в которых входное сопротивление должно иметь возможно ббльшую величину, приходится либо использовать непосредственну|о связь с источником сигнала (без делителя), либо искусственно повышать сопротивление цепи смещения (см. ф 9.3). Важнейшая особенность змиттерного повторителя состоит в том, что его входное сопротивление резко уменьшается в случае коротких импульсов или при повышенной частоте, даже сравнительно небольшой. Такая зависимость, как и в других случаях, обусловлена инерционностью процессов в базе транзистора, а также наличием коллекторной и нагрузочной емкостей.
Из рис. 9-3 легко видеть, что в первый момент Б~ в после подачи импульса вход- ное сопротивление будет рав- Ек к .Е .К . НО Гб, т. Е. ОЧЕНЬ МаЛО ПО Е/ к г„г'",й к Гк сравнению с (9-1). За время переходного процесса (е'„„ увеличивается до значения (9-1). Рис. 9-3. Эквивалеитиаи схема иовтоРи- Персидам к количествен тела а области малых времен. ному анализу. Подставив (1 (з), Я„*(з) и 7„к (з) в формулу (9-16), после некоторых преобразований можно привести изображение входного сопротивления к следующему общему виду: ~як(з) ~ге+(1+р) (гк)йк)ебк) 1 ~ ко к . (9-3) пт =та+ тк+та.к,' нк тати в+ тотк та=тру„; т„',,=тк куй и;=т,(1 — ук) =С„'(гк)й,)Ь,'„); тк к ~„*+Я,~й„ Выражение (9-3) подтверждает резкое уменьшение входного сопротивления при к = 0 (т.
е. при и = оо), а также показывает возможность немонотонного изменения функции 2,„(4. В случае С„= О выражение (9-3) упрощается и с некоторымприближением можно представить его в следующем виде: (9-4) 1+а (та+к,',) Изображеншо (9-4) соответствует функция г,„(Е), которая равна гб при 1= О и зкспоненциально (с постоянной времени та+ тк) возрастает до значения (9-1б). Отсюда следует, что для коротких импульсов, с длительностью 1„< (та+ т„'), входное сопротивле- ние существенно меныне статического н в пределе может быть близко к г .
С учетом нагрузочной емкости критерием короткого сигнала будет 1„( (тз + г„' + тв в). В случае бездрейфовых сплавных транзисторов обычно можно считать короткими импульсы с длительностью менее 10 мкс, а в случае дрейфовых — с длительностью менее 1 мкс. Частотные характеристики л,„(со) получаются заменой) оператора з оператором )в в формулах (9-9) и (9-4) и имеют, как правило, спадающий характер. Так, при С„= О!см.
формулу (9-4)) частотная характеристика близка к простейшей функции У,„(~)— 1+(в «вв (9-5) Теперь, «перемещаясь» от точек Б' — К к зажимам 3 — К, легко записать выходное сопротивление в следующем общем виде: (9-ба) Обычно сопротивления г„'и Р, в этом выражении малосущественны, н его можно представить в таком виде: И„+г« 'хвих в+ ~+9 (9-66) В случае весьма низкоомного источника сигнала (Р, ( г«) и достаточно большой величины р можно иногда пренебречь вторым членом в (9-бб) н получить: (9-бв) Однако это простейшее соотношение утрачивает силу прн больших токах, когда сопротивление г, уменьшается. где граничная частота г»„= 1/(тз + т„').
Однако при ах -э-ххх входное сопротивление приближается не к нулю, а к величине г«. Для бездрейфовых транзисторов частота г, обычно лежит в пределах 90 — 100 кГц; для дрейфовых транзисторов эти пределы примерно иа порядок больше. Кривые, изображающие переходные и частотные характеристики Я„, подобны кривым коэффициента передачи (см. ниже). Выходное сопротивление. Этот параметр определяет нагрузочную способность повторителя как для активной, так и для комплексной нагрузки. Выходное сопротивление можно найти из рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
