Дьюб Динеш С. Электроника - схемы и анализ (2008) (1095413), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Для иллюстрации этого рис. 12.18 можно перерисовать в виде рис. 12.19, где также показана нагрузка Вв, соединенная к эмиттеру Я2. Коэффициенты усиления по току отдельных эмиттерных повторителей равны р1 и р2, т есть Р = АРг. Можно вычислить входной импеданс Ядв составного транзистора. Вспомним золотое правило: входной импеданс, наблюдаемый на базе эмиттер- ~~~344 Глава 1л. Частотнол харантернстина, способы связи ного повторителя в )У раз больше сопротивления на эмиттере. Пренебрегая малым собственным сопротивлением эмиттера г,', получим Авз = ЯВЬ. Я,пз является нагрузкой первого эмиттерного повторителя на рис. 12.19, потому что другое, параллельное Я;п2 сопротивление — Воз (бесконечно большое сопротивление).
4лз Рис. 12.18. Схема Дарлингтона (составной транзистор) Рис. 12.19. ВХОДНОЙ ИМПЕДаыС СОСтаВЫОГО тРаНЗИСтОРа РаВЕН Я,п = Р1Я; 2 ИЛИ Исп = ААВь. (12.51) Уравнение (12.51) предполагает достаточно высокий входной импе- данс схемы Дарлингтона. Пусть р1 = р2 = 100, а Вс = 500 Ом, тогда Я;и = 5 МОм. Итак, составной транзистор можно применить для получения высокого входного импеданса. Производители часто формируют оба транзистора схемы Дарлингтона в едином кристалле и продают их в одном корпусе как один элемент. Составной транзистор хотя и может быть применен, как и любой другой траызистор, в других схемах (например с ОЭ), ыо чаще всего он используется как эмиттерный повторитель.
Составной транзистор также можно образовать и из р-пвз-транзисторов. !2.! !. Заключение Частотная характеристика — важный параметр звуковых, высокочастотных и видеоусилителей. Используемый частотный диапазон лежит между нижней и верхней граничными частотами. Нижнюю граничную частоту определяют емкости внешних коыдеысаторов — разделительных и блокирующих, а верхнюю граничную частоту — выутренние емкости биполяр ных и полевых транзисторов. Наиболее широко применяемый способ связи источника входного сигнала с входом усилителя и нагрузки с выходом— это ВС-связь.
Для работы с сигналами с очень низкой частотой ВС-связь не самый лучший способ связи, а для работы с сигналом постоянного тока и вовсе неприменим. Цифровые схемы часто работают с сигналами очень низкой частоты или с сигналами постоянного тока, поэтому наиболее подходящим способом связи для них является непосредственная связь. В многокаскадных усилителях между собой соединяются два или более одинаковых или разных каскада. Коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов, а суммарный фазовый сдвиг равен сумме фазовых сдвигов, вносимых каждым каскадом.
Частотная характеристика многокаскадного усилителя тоже подвергается изменению. Полоса пропускания сужается, и это сужение зависит как от числа соединенных каскадов, так и от частотных характеристик отдельных каскадов. В разных дискретных и интегральных схемах применяются узлы с несколькими транзисторами. Один из них — схема Дарлингтона на двух транзисторах, также известная как составной транзистор. Составной транзистор имеет очень высокие значения коэффициента усиления и входного импеданса.
Так как составной транзистор образуется непосредственным соединением транзисторов, он часто рассматривается как один узел с характеристиками прибора с очень большим усилением. Дополнительная литература по теме 1. ВавЬЫ М. Н. Мгсгое1ес$гошс С1гсшФе: Апа1уе1е аш1 Пее1яп, Р%8 РпЬ11еЬ1пя Согпрапу (1999). 2.
ТЬеов1оге Р. Во8агФ, Е1ес$гошс Веч1сев апр1 С1гсш1е, Пшзрегяа1 Воо1с ЯФа11, Ь?евя Ое1Ь1, 1988 [ог181па1 рпЫ1са$1оп: Ве11 8г Ноже11 Сошрапу (1986)]. Вопросы 12.1. Что такое частотная характеристика усилителя? 12.2. Что ограничивает нижнюю частоту работы усилителя с ВС-связью? 12.3. Что ограничивает верхнюю частоту характеристики усилителя? 12.4.
Какие достоинства и недостатки ВС-связи? 12.5. Какие достоинства и недостатки непосредственной связи? 12.6. Какие достоинства и недостатки трансформаторной связи? ~~~346 Глава 12. Частотиал характеристика, способы связи Многокаскадный усилитель образован из двух одинаковых каскадов, каж- дый с коэффициентом усиления по напряжению 40.
Если входной сигнал равен 1 мВ, каким будет выходной сигнал? Что такое составной транзистор? Нарисуйте схему. 12.8. 12.9. 12.10. Два транзистора с коэффициентами усиления по току 80 и 80 образуют схему Дарлингтона. Какой общий коэффициент усиления по току? 12.11. В чем смысл ут, частоты единичного усиления транзистора? 12.12. Выразите коэффициент усиления по напряжению 80 в децибеллах. 12.13.
Два усилительных каскада с коэффициентами усиления по напряжению 32 дБ и 20 дБ образуют двухкаскадный усилитель. Чему равен общий коэффициент усиления в дБ? 12.14. Что такое усилитель с компенсационной обратной связью? Задачи 12.1. Транзистор в схеме 12.20 имеет следующие параметры: Ьря (= Д) = 100, г', = 25 Ом. Найти значение входного импеданса Яе усилителя. Отвепг: Уй = 1,06 кОм. 12.2. Требуется спроектировать усилитель звуковой частоты нз двух одинаковых каскадов.
Какими должны быть нижняя н верхняя граничные частоты каждого каскада, если общие нижняя и верхняя граничные частоты должны быть соответственно 20 Гц и 20 кГц? Ответа: гг гв 13 Гц, гг = 31,25 кГц (т. е. полоса пропускания каждого усилителя должна быть 31 кГя). +50 5000м 1те '7 Усилитель 3; = 3,5 кОм Рис. 12.20 Рис. 12.21 12.3. Источник сигнала с внутренним сопротивлением 500 Ом подключен к усилителю через конденсатор емкость 1 мкФ. Если входной импеданс усилителя е е равен 3,5 кОм, чему равна нижняя граничная частота усилителя.
? (рис. 12.21). 12.7. Иногда из-за эффекта, известного как эффект Миллера, емкости возрастают. Объясните. 3 д тдт)) Отпеетпт тт 40 Гц. 12.4. Какой должна быть емкость блокировочного конденсатора С, чтобы заземлить точку А (рис. 12.22) по переменному току на частоте 100 Гц (рис.
12.22)? Опдеетпд С = 1,5 мкФ (эта емкость конденсатора обеспечивает нижнюю граничную частоту усилителя 100 Гц). 12.5. В двухкаскадном усилителе на рис. 12.23 оба транзистора Ят и Яз имеют коэффициент усиления по току ду = 50 и у обоих динамическое сопротивление эмиттера г,' = 20. Найти общий коэффициент усиления по напряжению усилителя. Отпеетпт Атм = 415.
+9 В +15 В Рис. 12.23 Рис. 12.22 12.6. В двухкаскадном усилителе с непосредственной связью 1рис. 12.24) найти сопротивление резистора Все, чтобы напряжение на выводе коллектора Сз было 6 В по отношению к земле. Принять, что у каждого транзистора Ъвн =0,7 В идб =100. Отпеетпт Лот = 1,5 кОм. т10 В Се де= +2,5 В Ом Рис.
12.24 Рис. 12.25 ~~( 348 Глава 12. Частотнал харантерастнна, способы связи 12.7. Чему равно напряжение У, ~ в схеме Дарлингтона на рис. 12.25? Коэф. фициенты Д транзисторов Ц1 и Яэ соответственно 80 и 60. Ответ: Ъ' ~ = 7,2 В 12.8. На рис. 12.26 — эмиттерный повторитель с компенсационной обратной связью. Если у усилителя коэффициент усиления по напряжению А„= = 0,995, чему равен входной импеданс ов? Отвеин Я. = 3 МОм.
Ц~ 1,5 Рис. 12.26. ГЛАВА 13 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ И ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ Дифференциальный усилитель — это устройство из нескольких транзисторов, широко применяемое в линейных интегральных схемах. Он образует входной каскад операционных усилителей. Во многих отношениях это особый усилитель. У него есть два входа, и он усиливает разность двух входных сигналов. Любой сигнал, поданный синфззно на оба входа (например, низкочастотные наводки), отфильтровывается. У него много преимуществ, проявляющихся в реальных условиях.
Темы, рассмотренные в этой главе: устройство и принцип работы дифференциальных усилителей; разные конфигурации и режимы работы; анализ работы на постоянном токе; анализ работы на переменном токе с использованием г-параметров; операционные усилители и их параметры. 13.! . Дифференциальный усилитель На рис. 13.1 приведена базовая схема дифференциального усилителя. Он состоит из двух одинаковых схем с эмиттерным смещением, у которых эмиттеры имеют общий резистор Як. У него два входа. Дифференциальный усилитель иногда называют «разностным«усилителем, потому что он усиливает разность двух входных напряжений еп и п«сь Входные напряжения могут быть как переменные, так и постоянные, потому что усилитель использует непосредственную связь.
Для того, чтобы характеристики дифференциального усилителя были наилучшими, две половинки схемы должны быть симметричными, это означает, что параметры транзисторов Щ и Яз должны быть идентичными и сопротивления резисторов, например Нс1 и Всз должны точно ~~~350 Глава 13. Дифференциальные и операционные усилители совпадать. При современных технологиях производства ИС это достижимо, поскольку вся схема изготавливается на одном кристалле одновременно, все активные и пассивные элементы формируются при помощи диффузии. Как видим из рис. 13.1, у дифференциального усилителя два выходных контакта на коллекторах С1, Сз, и для двух входных сигналов обеспечены контакты на базах Вь и Вз.
Есть несколько способов применения дифференциальных усилителей. В зависимости от числа входов и способа подключения входного сигнала и способа съема выходного сигнала, можно назвать четыре дифференциального усилителя. Они следу- Рис. 13.1. Схема дифференци- ального усилители применяемые конфигурации ющие: 1. Дифференциальный усилитель с симметричным входом и симметричным выходом. В такой конфигурации два входных сигнала (пе. ременного или постоянного тока) подключаются к двум базовым контактам, а выход снимается с коллекторов двух транзисторов. 2.
Дифференциальнь1й усилитель с симметричнь1м входом и несимметричным выходом. Эта конфигурация использует два входных контакта базы, а выход снимается со второго коллектора (Сл на рис. 13.1) относительно земли. 3. Дифференциальный усилитель с несимметричным входом и симметричнььн входом. В этой конфигурации один вход заземляется, а на другой вход подается сигнал. Выходной сигнал снимается с двух коллекторов. 4. Дифференциальный усилитель с несимметричным входом и несимметричным выходом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
