Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Это за. трудиение можно обойти, используя вместо омического сопротивления К, нелинейный элемент с большим д и фф е р е н ц и а л ьн ы м сопротивлением и малым сопротивлением п ос т о я н н о м у т о к у, Для этого можно использовать второй транзистор, включенный по схеме ОБ или ОЭ. Последнее включение (рис. 9-10) позволяет легко осуществить смещение транзистора Г, от того же источника питания Е,. Нз рис. 9-10 видно, что коллекторные токи обоих транзисторов одинаковы.
Следовательно, сопротивление Йя можно выбрать из условия Еа!йя = 1яа = )вЯ„где 1„, — желательный ток основного транзистора. Напряжение (l„„близко к потенциалу базы [l „ задаваемому тем или иным известным способом, и может быть достаточно малым. Дифференциальные параметры схемы описываются теми же формулами, что и для простого повторителя, если заменить в них р, на г'„,. При этом, конечно, должно бьггь выполнено условие )гг„) > г„, без которого данный повторитель -Ев ие дает желаемого эффекта.
Положим для простоты Й„= со н будем считать параметры обоих транзисторов одинаковыми. Тогда из (9-1) получим: й ва ав (9-19) Отсюда видно, что входное сопротивление имеет весьма значительную величину и не зависит от коэффнциеи- Р 9 го и р„ та р. Поэтому, в частности, характерис- «дннаиичасаога аагр™гаваи. тики г„(1) и У„(е) определяются практически только постоянной времени т„. В этом легко убедиться, заменив в формуле (9-19) сопротивление га на 2„ = = г,l(1 + зт„).
Кроме того, на величине 17,„ не будет сказываться температурная зависимость р (Т), по особенно ценно для кремниевых транзисторов, Гяава дввяяаая КАСНАД С ЗМИТТЕРВЫМ ВХОДОМ Как уже отмечалось, каскад с эмиттериым входом, т. е. каскад ОБ, имеет более ограниченное применение, чем каскады ОЭ и ОК. Познакомившись с параметрами каскада ОБ (рис. 10-1), мы уточним эти ограничения и их причины. 1вы.
ОБЛАСТЬ СРЕДНИХ ЧАСТОТ На рис. 10-2 показана упрощенная эквивалентная схема каскада в области средних частот. На схеме опущены малосущественные сопротивления К, и г„, Последнее в десятки раз превышает значение К, и поэтому учет его обычно не оправдан.
Структурное подобие эквивалентных схем каскадов ОВ и ОЭ (см. рис. 7-2) позволяет воспользоваться простой заменой параметРов в соответствующих выражениях, выведенных для каскада ОЭ в 5 7-2. А именно, достаточно заменить параметры (1, г„ге, гк соответственно на — гх, ге, г„г„. Произведя такую замену в формулах (7-2), (7-4а) и (7-7а), получим: )с,„=г,+(1 — а) га,' (10-1) (10-2) к„= ~ —; йг+ 1гвх ' 1гг йе Рг+11вх Ак+11н (10-3) Отсюда видно, что входное сопротивление у каскада ОБ в (1 + (3) раз меиыяе, чем у каскада ОЭ (ие больше 30 Ом при токе 1 мА), а усиление по току меньше единицы.
Что касается усиления Рис. 1б-1. Принципиальная схема каскааа ОБ. Рис. 1б.х. Эквввалентная схема каскада ОБ в области средних частот. по напряжению, то оно зависит от сопротивления нагрузки и в общем случае может быть большим. Однако в частном, но очень важном случае, когда нагрузкой служит вход такого же каскада, коэффициент усиления по напряжению оказывается меньше единицы. Это ясно видно из формулы (10-2), если положить )се = )с,„. Поэтому при работе одного каскада ОБ иа другой ие получается ии усиления тока, ни усиления напряжения и, следовательно, такое соединение не имеет смысла.
Из сказанного следует, что каскад ОБ может быть усилителем люлько в следующих трех случаях: при использэвании транг4юрматорной связи ', при работе на каскад с более высокоомным входом (ОЭ или ОК) и в качестве выходного каскада, работающего на достаточно большое сопротивление нагрузки. Первая из перечисленных х Как известно, трансформатор позволяет гпреобразовыватьг сопротивления (см.
гл. 11). В частности, он может искусственно п о в ы с и т ь входное сопро. тналение следУющего каскада, что необходимо длЯ полУчеииЯ Кя ~ 1 в Усилителе ОБ. возможностей реализуется в мощных (см. гл, 121 и резонансных усилителях '. Еще одна существенная особенность каскада ОБ состоит в том, что он не вносит слвига фаз межлу выхолными и входными величинами (токами и напряжениями); это следует из положительных знаков коэффициентов К„ и Кь Как я в каскаде ОЭ, можно представить параметры схемы в форме, отражающей внутреннюю обратную связь. Произведя замену параметров в формулах (7-15) и (7-16) (см. начало с. 396), получим: Й = (г. + ге) (1 — ау«е); (10-4) ~г«(йн 10- 1 — ау, Й +г,+ге ( -5) Здесь у, = н — коэффициент обратной связи по току, г+ ге+ "» аналогичный коэффициенту ун в схеме ОЭ «, Из выражений (10-4) и (10-5) вилно, что внутренняя обратная связь в каскале ОБ и о л о ж и т ел ь н а, так как она уменьшает входное сопротивление н увеличивает усиление по напряжению но сравнению со случаем отсутствия обратной связи (когда левый зажим генератора а), отключен от точки Б' и заземлеи).
Выходное сопротивление каскада согласно рис. 10-2 равно гт'„. Если учесть коллекторное сопротивление гго то, произведя замену параметров в формуле (7-22), получим: гт'„и 1г„(1 — ау,)) ) гт'„. (10-6) Сравнивая формулы (10-5) и (10-6) с соответствующими форму- лами для каскада ОЭ, легко убедиться, что они совпалают в одном частном случае, когда сопротивление ясточника сигнала равно нулю. Это обьясняегся тем, что при й, = 0 входные цепи обоих каскадов оказываются идентичными, т. е. различие между понятиями «общая база» и «общий эмиттер» стирается.
Сохраняются, однако, особен- ности каскада ОБ — малое входное сопротивление и отсутствие сдвига фаз между входным и выходным напряжениями. В тех случаях, когда нужно учесть влияние сопротивления г„, можно воспользоваться методикой, изложенной в ч 7-2 для каскада ОЭ, и заменить в ссютветствующих формулах коэффициент а на а = аую где у„= г„у(г„+ Ик (~ )7„). Лля маломощных транзисторов, у которых г„= 1 МОм, такая поправка редко необходима. В области низших частот различие между каскадами ОБ и ОЭ чисто количественное и не очень существенное. Формулы, выведен° "Гг-з.
° .- "- г в г ( « ° г онупгены Подробныа анализ их проведен н работая 167, 69, 199 — 1311. * Зяметнм. что у и схеме ОБ н уе и схеме СЭ не связаны соотноюением У» 1 — уе, тик кзк сопротииление А'„н перном случае включено н»миг-герную цепь, н но втором — н базовую. 10-3. ПЕРЕДйЧй б РОНтй ПМПУльсй А до г1 ° 1+! -— ыв (1()-9) Рассмотрим начественно переходный процесс в схеме на рис. 10-3, преиеб. регая сначала емкостью С„. Предположим, что па вхоле задана тупенька тока (м Генератор пуэ в первый момент бездействует (инжектированные носители йе дошли до коллектора), и выходные ток и напряжение равны нулю; входное сопротивление в зтот момент равно г, + га. В дальнейшем по мере роста а (О входное сопротивленне уменьшается, а выходные ток и напряжение возрастах;т до своих установившихся аначений, соответствующих средним частотам.
Скорость атих изменений определяется постоянной времени га, с которой увеличивается ток а/э. Если сопротивление источника сигнача имеет конечную величину )тг, то часть тока ау, будет ответвляться в это сопротивление. В данном случае входной ток нарастает вместе с выходным (обратная связь положительна) и, следовательно, переходные процессы аатягиваются. ш В предельном случае, при )1г = 0 (тенет.г» разор э. д. с. на входе), длительность и характер переходных процессов не должЛг г (Л )1Р). ны отлнчатьсЯ от Длительности и хаРак- 6 тера нх в касиаде ОЭ, так как входные пепи обеих схем при этом делаются идентичными.
Таким образом, с танки зрении пе- реходных и частотныл амбала вариант Рис. 10-3. Эквивалентная схема )7„= О, наилунцшд длл каскада ОЭ, будет каскада ОВ в области малых вре. наихудшим для каскада ОБ (рис. 10.4). мен. Влияние емкости С„ проявляется в следующем. Во-первых, в момент подачи сигнала часть его через емкость С„ постуиает непосредственно на выход. Во-вторых, последуихций переходный процесс определяется не только постоянной вре. мени т, но и постоянной времени емкости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
