Войшвилло Г.В. Усилительные устройства (2-е издание, 1983) (1095412), страница 17
Текст из файла (страница 17)
4.21,б попредством объ- единениЯ емкостей Сп„— Сны и Сны тем же способом, что н пРи нсследованин каскада с ОЭ (рис. 4.5,а). В данном случае емкость Спы следует умяожнть на отяошенне напряження с/зц ~~+ (/сц ~ н напряжению (/,„„„т. е. на 1+(/,„ /(/,„„,. Поскольку межэлектронные емкости полевого транзистора сравнительно малы, следу- 89 ет учитывать влияние емкости монтажа С„практически равной 3, 5 пФ.
Таким образом, общая шунтирующая емкость, отнесенная к точкам з — и и представляющая собой входную емкость каскада, равна сумме С,„=С„и+(и,„„уи,„„) С„,+С„. (49О) Из схемы на ~рис. 4,21,6 следует, что входная проводимость У н = 1/г,и + 1 Оэ С, . (4.91) Частота )', у2 — входной цепи, обусловленная существованием емкости Сии сУ2 Р 2н Сии йггсн а при )сг«гсн, что чаще и бывает, , =(Р=172пс„гсг, причем, как следует из (4.88), нгси Нн Су гси+ н (4.92) (4.93) (4.94) а при гсгг«гсн 4.2,2. кАскАд с ОБщим ЗАТБОРОм На входные элеклроды транзистора поступает напряжение и„„ которое равно — и„, как н показано на ~рис.
4.22. Так как входное нацряжение приложено к затвору со знаком минус, то, как видно нз рнс. 4.20, ток ус, переменная составляющая которого 1, оказывается направленной навстречу своей постоянной составляющей 1с, УменьшаетсЯ. ПРи этом выхоДное нагаРЯжение и„полУчаетсЯ той же полярности, что и входное. Вообще каскад с 03 обладает такнмн же свойствами, что и каскад с ОБ, т. е.
Он способен усиливать напряжение, поскольку К= и„(и,„=(и,и + и,„) и 20 (4.95) Выходная цепь, состоящая из выходной емкости, которую в общем случае допустимо принять ~равной С22„, н сопротивлений г,„, )1„, характеризуется частотой полюса (4.95) 2нСссигсиси 2нСссинн или при емкости внешней нагрузки С2ФО (4.97) 2Н (Ссся+ Сс) гси Рн 2Л (Сс,и+ Сс) йн Нелинейные искажения каскада с ОИ вследствие весьма высокого входного сопротивления гзрактически не зависят от сопротивления )1г.
не способе~ усил~ват~ то«, так ка«Кс=/ст//нт~(1. Входное ротивление каскада ~мало, а выходное — велико и т. п. Определяя параметры каскада с 03, надо гаринять во внимание, что ток затвосра весьма мал, поэтому ток истока /, практически не отличается от тока стока /,, сс,сс Рис. й.вй. Схема каскада с 03 зс + Е Как видно из эквивалентной схемы полевого транзистора с ОИ (рис. 4.21,6), амплитуда тока стока /ст 5~ зи' (4.98) Псрн этом амплитуда напряжения на выходе каскада с ОЗ (рис. 4.22), если пренебречь влиянием проводимости 1/гст (/„= Р„ /, = 5 Р„(/,„„, (4.99) откуда следует, что коэффициент усиления каскада с ОЗ Р = (/сз нс/(/зи т 5Рн (4.100) Входное сопротивление вследствие близости токов /ит /ст Р,„=(/зн //и„ж1/5, (4.101) а сквозной коэффициент усиления Ке = (/сз т/Ег т 5Рн/(1+ 5Рг) (4.
102) Выходное сопротивление можно найти из выражения (4.40), в котором следует заменить уз„на 5, а уззз на 1/гс: Р,„,=(1-1-5Рг) г,н. (4.103) Зависимость модуля входного сопсротивления от частоты при условии, что й'„+6„=1/г,н+1/Р„=1/Рт может быть установлена с помощью выражения (4.46), в котором следует принять г'с= = йа'э = О, Са э = Спи — Сс си+ См, 5с = 5. Тогда 2„=- 1/[5+1 са (Си н — С„и+ Си)). (4. 104) Частота полюса передаточной функции Л.,(р) равна /и.„—— = 5/2п (Сс си — Скан+ Си) В условиях пренебрежения сароводимостью 1/гсн сквозной коэффициент усиления, как вытекает из (4.51) и (4.52), Г'св т "з Рн Ка— (4.105) — Егт 1+~дг+)сн(См и — Ссзн+См) Рг содержит один полюс на частоте /в сг2 / = (1 +5Рг)/2п (См н — Ссз и+ См) Рг (4.106) 91 4.3.3.
КАСКАД С ОБЩИМ СТОКОМ Каскад с ОС является аналогом каскада с ОК и называется истоковылг повторителелг. В отличие от каскада на биполярном транзисторе у каскада с ОС исключительно велико входное сопротивление, а по сравнению с каскадом с ОИ вЂ” заметно, меньшая входная емкость. Входным напряжением каскада является игс (рис. 4.23,а). Часть этого напряжения и,„со знаком плюс п~риложена к п~ромежутку затвор — исток и, как видно из,рис. 4.20, вызывает увеличение токов (с и гн, что ~и огаределяет направление переменных составляющих гс, 1.. Отсюда следует, что каскад с ОС не изменяе полярности ~пап~ряжения сигнала, т. е. не инвертирует сигнал, „ггг 4 г 49 ! я„  — Сгг и) Рггс.
423. Общая (а) н зкиииалентння (б) схес с мы каскада с ОС напряжений Из расположения знаков мгновенных 4.23,а следует, что на ~рвс. (4.107) и К = и,„„~(7„„=- и,„„~(и,„„+и,„„) ~ 1. (4.108) Подставляя в формулу (4.108) найденное при исследовании КаСКада С ОИ ОТНОШЕНИЕ асят/Укгги, [фОрМуЛа (4.88)1, ПОЛуЧаЕМ (гси т и- (г'си т (4 109) Ест ('сит гсн+((+8гсн) ((гн 1+ с)(гн 92 Влияние же емкостей Сяя„— С,я„н Ся здесь носит такой же характер, как и у каскада с ОИ в соответствии с (4.96) и (4.97).
Нелинейные искажения с увеличением )с„становятся меньше, так как при этом глубина оприцательной обратной связи (так же, как у каскада с ОВ) возрастает. Входная проводимость рассматриваемого каскада носит практически емкостный характе!р; его входная емкость образована из емкости С,з., присоединенной ко входным зажимам, и емкости С1! и С!з и, находящейся под нап!ряжением (/си из= ((зс т (/си иь Перенося емкость С,!.— С!з, к точкам з — 0 (рис. 4.23,а), ее следует умном<ить на отношение напряжений (/,„„/(/„„= (脄— и,„„)/и„„=-1 — К. Выполняя это действие и принимая во внимание емкость монтажа, узнаем, что С„= С„, и (1 — К) + КС „+ С„. (4.1! О) Выходное сопротивление каскада с ОС в области малых частот наиболее просто находится из выражения (4.59), в котором неопределенность, образуемая при Ь!1; оо и й„; оо, приравнивается 1/уз1,, как отмечалось в п.
4.3.1, 5=уз! „следовательно, /<,и, = 1/5. (4.111) При учете влияния статического выходного соп!ротнвленпя т!ранзистора, т. е. выходного сопротивления в схеме с ОИ,,равного г , получим — ге и (4.112) 1(гси + 5 1 + 5 гси То, что выходное сопротивление рассматриваемого каскада мало, можно установить, <йредставляя каскад с ОС в виде каскада с ОИ, охваченного 100'/о-ной отрицательной обратной связью, как это было сделано для каскада с ОК (!рис. 4.15). Частоту /.1,з — (полюса) найдем для частного случая не очень большого сопротивления источника сигнала, т. е. п!ри 1Яг+1/г„= =!//<„, что позволит прийти к эквивалентной схеме на рис.
4.23,б. Приравнивая 1/2п/„С„сопротивлению /<„уззнаем, что /з~ 2 /в=1/2ИСвх)тг (4.113) В выходной цепи каскада также п!рисутствует !разностная емкость Сзз„— С!з„, а при наличии у нагрузки емкости Сз общая емкость в выходной цепи составит Сзз,— С!зи+Сз, при этом ЬР вых =-5/2П (Сщи — Сын+ Са). (4.114) 4.3,4. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОП КАСКАДОВ С ОИ, ОЗ Н ОС Требуется рассчитать параметры трех видов каскадов на МОП-транзисторе обедненного типа (со встроеаным каналом) КП3041! со следующими параметрами прн (з' =10 В, зс=б мд; 5=28 мСм, г,в=100 кОм, С,„=9 пФ, См„= =2 пФ, Сзз,=б пФ, С„=З пФ, гзз=1,5 10' Ом; дополнительно заданы зсс= =с<и=2 кОм, а также Сз=20 пФ.
Так как Йс~гзи и Йз ~гсзь то при расчете положим 1(гзи=О н 1/г„=О. Каскад с общим истоком. Рзсчет параметров, выполненный по формулам (4.89), (4.95), (4.92) и (4 97), дает следующие результаты: Ке = К = 5)~н = 2,8 2 = 5,8, 93 Свх = Спи+ 8/|вСззи+ См = 9+ 2 8'2'2+ 3 = 23,2 пФ, / „- =/Р = 1/2лСвх/7г= 0,159/23,2 10 М 2 !Ох= 3,44 10' Гц= 3,76 МГц, а' *а о вь в $ ахч ичв /р вых' мги л х,оч Лэх, Ои 1 ° 10з 66 10т 360 3,06 3.06 18,5 1,5 1Оз 360 1,5 10т 23,2 10 4,84 5,6 5,6 0,85 3,44 16,5 5,6 0,85 0,85 ОИ 03 ОС 4.4.
СХЕМЪ| ВКЛК)ЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЫ И ИХ СВОЙСТВА За электрод, относительно которого ведется отсчет напряжений, принимается катод. Рабочая точка обычно выбирается так, чтобы сеточный ток был достаточно мал, а входное согаротивле- 94 /р вых = ! /2л (Сзви + Сз) /|и = О, 159/(б + 20) 1О |т.2. 1Ое = = 3,06 !Оз Гц= 3,06 МГц.
При этом /7чх=гэв=!,5.10з Ом, /|них=гав=!00 кОм. Каскад с общим затвором. Используя для расчета выражения (4.100)— (4.103), (4.97), получаем К=(/св~/Улт =5/7„2,8.2= 5,6, /7вх = 1/3 = 1/2,8 !0 з = 360 Ом, Кп = 3/7и/(1 + 8/7г) = 2,8 2/(! + 2,8 2) = 0,85, /свих = (1+ 5/7г) гси = (1+ 2,8 2) 100= 660 кОм, Свх = Сын Сын + См = 9 — 2+ 3 =!О пФ, / уз =/р = б/2лСвх = 2 8'10 '0,159/10 10 !а= 44,5 1О Гц= 44,5 МГц, /рв„х= 1/2л(Сзз„+Сз) /7~=0,!59Д6+20).10 щ 2 10" =3,06 10з Гц= = 3,06 МГц. Каскад с общим стоком. Расчет этого каскада выполним по формулам (4.!09) †(4.1!!), (4.113) н (4.1!4)".
5/7и 2 8 2 = 0,85, 1+Я/н 1+2 8'2 Свх= Сын(! К)+КСщи+См=в(! — 0 85)+0,85 2+3= 4,84 пФ, /7вых= 1/3 = 1/2 8 !О з = 360 Ом, — =/р = 1/2л Свх/7г = О,!59/4,84.10 — ~~.2,10з 16 5.10е Гц =!6,5 МГц. /р вых = 5/2л (Слв — Сщи + Сз) = 2 8'!0 з'О,! 59/(б — 2+ 20) = = 18,5 !0' Гц = 18,5 МГц. Для удобства сравнения результаты расчета сведены в табл, 4 4. Таблица 4.4 Зависимость параметров наскадов от схемы включения полевого транзистора ние )сс„=дис!д(с велико. Подобно полевому транзистору из-за весьма большого соп!ротивления !2сх заметное влияние оказывают межэлекпродные емкости, 4.4Л.
КАСКАД С ОБШИМ КАТОДОМ Сходство общих схем каскадов, выполненных на полевом транзисторе и электронной лампе (рис. 4.21,а и 4.24), позволяет сделать заключение о том, что результаты исследования транзисторных каскадов с ОИ, 03 и ОС с учетом различия обозначений величин применимы к ламповым каскадам, а) с, Рис 424 Общая (а) и акаиаалентиая (б) схемы кас- када с общим катодом (4.! 17) (4.118) Сопротивление )с,„=д(л)дил принято называть внутреннилс сопротивлением лалгпы и обозначать Ю. Крутизна характеристики (прямой передачи) (А=)(ис) при ил=сонэ( равна производной от (А=)(ис) при ил=сонэ(. 5 = д(А/дис, прн этом произведение 5Я, представляет собой внутренний (статнческпн) коэффис(иент усиления (пап~ряжения) лампы р= ЯРО (4,115) Соотношения, полученные в и.
4.3.2, для лампового каскада приобретают следуюшнй вид: коэффициент усиления в области малых частот К=(), 1(),„=рв„)яа+д„) (4.116) входное соп!ротнвленне в области малых частот )4вх )~и» сквозной коэффициент усиления и, пса)с кн Ег м Яг+ ~сон) (Й4+ Ри) 95 Поскольку в большинстве случаев !4,„»)с„выражения (4.1!7) и (4.1!8) представляют интерес для редких специальных условий работы, когда )с„очень велико. В дальнейшем влияние параметра )сск не будет приниматься во внимание. Выходное сопротивление каскада в области малых частот, гцрактическп совпадающее с внутренним сопротивлением лампы, может быть как меньше Р„что характерно для триодов, так и значительно больше Я„что характерно для тетродов и пентодов.
В последнем случае К =',Кн.=Я7 . Входная емкость каскада с„=с,„+(1+и, (и, )с„+с„, (4.119) (4.120) или г,+Рн / (4.121) причем !в1 г- = )'и =- 1(2п Св, )~с. (4.122) 4.4 К КАСКАД С ОБШИМ АНОДОМ Направления токов и полмрности напряжений у каскада с ОА, известного под названием катодного повторителя, показаны на рис. 425,а. я, ин Л и и а) й Рис. 425. Обшая (а) и эквивалентная (б) схемы каскада с обшич анодом К= — = и„„и й„ ('с* м й! + (( + )т) Йн С„=С„+(1 К) С,„+С„, )7вых = )7в (1 + )А) ~ 1/о. Кс, и, „(Е„„= К. Частота ( т- находится по выражению (4.113).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
