Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 85
Текст из файла (страница 85)
9-2 при Е, = — О. Для этого сначала зададим э. д. с. Е несколько правее точек Б' и К. Тогда Т„= Ех(й, + г«), а 1в = х«(1 + р), откуда следует: хъ хх+Гб — =йа-к= гв ~+Р В тех случаях, когда г, ~ )т'„11 Р„ ('+ Р) (': Р.!Я.) и,+~а+(1+5) (~„"1Я,) Ян)' Из (9-8) ясно видно, что К, ( ! и что величина К„в первую очередь определяется сопротивлением Рг. При Яг = 0 коэффициент передачи обычно составляет не менее 0,995, но уже при Я„= 100 —: 800 Ом он падает до 0,98 — 0,99, а при Я„= 1 —:2 кОм не превышает 0,95 — 0,98.
Коэффициент передачи существенно зависит от сопротивления Р, 1~ Й„. Сопротивление г'„обычно не играет большой роли, но оно принципиально ограничивает величину К„. Так, если не учитывать внутреннюю обратную связь по напряжению, полагая р,к = О, то при Я, -+. 0 и й, 1', Як -+- оо получаем: к Г Кккака гк+га' (9-9) Это предельное значение доходит до 0,9995 и больше. Ослабляя входное напряжение, повторитель усиливает ток и мои(ность. Коэффициент усиления тока нетрудно получить нз рис.
9-2, переходя на входе к генератору тока 1„ шунтнрованному сопротивлением Й„, и считая г, ~ г„*: ак Я, Я~к* К;= 19 — — (1+5), +г „,;„+и . (9-10) Как видим, усиление тока растет с увеличением сопротивления источника сигнала и уменьшением сопротивления нагрузки. При условиях 1(к <( Я, ~~ г"„и й„~~в й„ получается Кг „.„, = (1 + ь)).
1!ерейдем к вопросу о передаче импульсов. Из рис. 9-3 видно, что если бы емвости С„и Ск отсутствозалн, то в момент поступления ступенчатого сигнала Е„ на выходе с р а з у появилось бы некоторое вапряженис, Обусловленное н е и о с р е д с та е и н о й передачей сигнала через дели- ТЕЛЬ, СОСтпншнй ИЗ СОПРОТИВЛЕИИй (Яа+ ГЗ) в (Яа)Я„) к. Никакого усиления мощности вд прн такой передаче, рааумеется, иет. Это подтверждается формулой (9-10), которая в первый момент, прн 13 =- О, дает Кг ( 1.
Затем, по мере нараставия функции р (1), часть тока ргз ответвлялась бы на выход н выходное напряжение дополнительно увеличивалось бы вплоть до Установившегося значенвя, определяемого формулами (9-а) (кривая Ск = О, С„ = 0 иа рнс. 9-4). Друган часть нарастающего тока ра'з ответвлялась бы в цепь источнвка сигнала навстречу исходномУ току та (0). ааостепенное уменьшение входного тока соотвентвовало бы росту усиления и мощностн вплоть до уставовнвшихся значений.
* В начазе переходного процесса, когда р = О, сопротивлеягге ' а (0) =г „ н может ие учитываться. Сопротивлением г также можно пренебречь. Для количественного анализа передачи импульсов подставим в формулу (9-8б) изображения (3 (з), Яй (з) и Я,л (з). Тогда после преобразований можно привести изображение К„к следующей приближенной форме: 1+ вто Кее (З) =- Кк о ко 1 г„, 1+ роетб Здесь приняты обозначения: (9-(1) о = та+ те+ т'. э' па = тртк. э + тктк1 тд = труй тк. э = тк. вуй' тк = тч (1 — 7й).
Коэффициенты токораспределения уб и уй и коэффициент усиления р определяются по тем же принципам, что и ранее (см. гл. 7)г йэзйк Дэ (Лк+(Не+Ге) г* в к ей+И.Р»'1(11е+гб) ' г„* р =() й+л,р„~(л,+,,). Легко заметить, что постоянные времени т„', и т„' являются произведениями соответствующей емкости (С„или Ск) иа сопротивление всех параллельно сгшдиненных ветвей эквивалентной схемы: йА "с."1 гйУй. + гб). Из выражения (9-11) следует, что переходный процесс может иметь ие только апериодический, но и колебательный характер.
Условием апериодического режима [иак мсокно убедиться, решив квадратное характеристическое уравнение для знаменателя (9-11)) является неравенство 1 (тр+тк+тн. в) ) )е (татн. э+коек) (1+роеуб). Влияние емкости С'„' сказывается в том, что начальный скачок напряжения на выходе отсутствует. Однако если постоянная времени, обусловленная емкосп ю, значительно меньше, чем тд (а зто часто бывает так), то начальный участок переходной характервстики будет более крутым, чем последующий, обусловленный диффузионными процессами (кривап С„=- 0 ва рис.
9-4). Емкость нагрузки Ск в первом приблвжеиии оказывает такое же влияние, как н емкость Сю т. е. еще больше уменьшает крутизну начальвого участка фронта (кривая С„= 100 пФ ва рис. 9-4). Кроме того, наличие емкостей приводит к увеличению времени нарастания в целом. Вто неравенство требует довольно оорсделенного сочетания параметров, в частности либо достаточно малой, либо достаточно большой емкости нагрузкй (126). При «среднихэ значениях Ск переходная характерисгиха может иметь выбросы (кривая С„ = 1000 пф на рис. 9-4).
Разумеется, использовать большую емкость С„ для ликвидации выбросов бьшо бы неправильно, так как при этом возрастает длительность фронта. Анализируя выражение (ЗЛ!), можно показать, что в случае чисто активной нагрузки (ьа = О) переходный процесс всегда будет апериодичсским. Выражение для времени нарастания фронта в общем виде получается слишком сложным, хотя в принципе его легко найти из формулы (9-11).
Мы ограничимся частным случаем, когда Св = О, При этом можно пренебречь квадратичным членом в знаменателе (9-!1) и получить приближенно: Кн (э) = Киа ! + а«о та+«к !+роетб При ! = 0 (т. е. при з = оо) эта функция имеет конечную величину, что соответствует начальному скачку, точнее — крутому начальному участку переходной характеристики. Из (9-13) по общим правилам (см, сноску на с. 199) находим время нарастания: 1„=2,2 $/ ~ " ) — т'. (9-14) Если 1с, ) )т, ~! )т'„, т. е.
Уб < 1г'2, то в выРажении (9-14) можно пренебречь слагаемым г'„. Тогда т„'-)- г'„ 1„2,2 Если, наоборот, гс, < )т, ~! !с„, т. е. уб = 1, то можно положить тз/ (1 + () уб) = т„. Тогда Яхта+«к) т„ 2,2 (9-155) Например, если тр = 0,2 мкс; с„' = 0,1 мкс; (1„= 60, то при уб = 0,25 из формулы (9-15а) получим 1„= 45 нс.
При уб = 1 из формулы (9-156) получим (а ж 12 нс. Данный пример, а в общем виде и выражение (9-14) подтверждают, что время гбарастаяия уменьигаеязся яри малых сопрев«явлениях )с„. Частотные характеристики повторителя получаются нз формул (9-11) и (9-13) заменой оператора з на (го. Получанипаяся характеРистика К„(со) при С, = 0 и С„= О не падает до нуля на высоких частотах (рис. 9-5). Этот случай соответствует наличию начального скачка на переходной характеристике. При С„Ф О и С„= 0 характеристика К, (со) тоже как бы стремится к некоторому пределу (на рис.
9-5 показан пунктиром), однако на высоких частотах все же падает до нуля. В результате кривая К„(ох) имеет излом — «ступенькуз, которая соответствует двум участкам с разными'постоянными времени на переходной характеристике. При С„чь 0 кривые К (го) имеют либо плавный характер, либо (в случае немонотониой переходной характеристики, когда ие выполняется условие (9-12)! подъем на сравнительно небольшой частоте (рнс. 9-5) ГРаничная частота с увеличением емкостей непрерывно уменьшается. В частном случае, при С„= 0 и достаточно большом Гс„, пренебрегая членом зт„в числителе (9-13), получаем: + раетб (9-16) «он т, +т,—.
Например, при тр = 0,2 мкс; с„' — — 0,1 мкс и р уе = 20 получим 1'„= 1О МГц. Динамический диапазон. Эмиттерный повторитель допускает работу со значительно большими входными сигналами, чем обычный каскад ОЭ. Действительно, поскольку потенциал эмиттера «следит» за потенциалом базы, последний может меняться примерно от нуля до напряжения питания. Более точно этот диапазон определяется следующими соображениями: 1. При напряжении «1е, близком к нулю, т.
е. в области малых токов, сопротивление г, согласно (4-22) сильно возрастает. Соответ- ственно уменьшается коэффици- М ент Кн. Считая, что условием 40 постоянства К„является г, с„ ~ )т', 11 И„, можно, используя (4-22), запнсаття 10 егт срт г л~ 11 111 Определив ток 1, „„„, не- трудно по вольт-амперным ха- 0 рактеристикам оценить значс- 01 1 10 МГЧ ние 0« „„„. Рнс. 9-5. Амплитудно-частотные хн- 2. В области малых колренгерисгннн повторителя в области лекторных напряжений, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
