Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 40
Текст из файла (страница 40)
э" //э Полученные выражения показывают, что минимальный к макси- мальный ток покоя транзистора определяются выражениями Агк я м!а = Зйиэгь пlйнэ при )(~ ' !) (6 об) дукп..=д/гз!эупп — йзэд(/зэЯэ прн /(а-'О. Из проведенного анализа можно сделать два практических вы- вода: введением цепи ООС нестабильность значения /кн не можег быть уменьшена ниже величины Лйт!э!в»/Ваэ', зная исходную и требуемую нестабильности тока покоя тран- зистора б/ко н используя выражение (6.!9), всегда можно найти требуемую глубину ООС (величнну /т,), необходимую для обеспе- чения заданных параметров усилительного каскада.
В реальных схемах Я, обычно лежит в диапазоне 2 ... 5. Тогда, полагая в (6.!9) Ьюз~! н /гз!элЮ„можно получить простое рас- четное соотношение Йе К,(3г — !). (6.21) Зная требуемые г(о н Еп .„„от расчетной схемы на рнс, 6.! можно легко вернуться к исходной схеме. Следует отметить, что выражение (6.20) фактически определяет минимальное и максимальное значения дрейфа нуля рассматриваемого каскада.
Пример 64. Определить, как измекится выходное напряжение транзисторного каскада по схеме иа рис. 67 при изменении температуры окрумзющеа среды от + 20 до — 60' С Каскад имеет следующие параметры: транзистор $гТ вЂ” КТЗЬ2А; Вмз — — 30; (/ е — — 065 В: та=Од кОм; Ф/г/г(Т, С=028/'С; ФУвэ/г/Т, С 2 ° 10-~В/'С; /Г„! кОм„ ./1, 0,1 кОм; йю 15 кОеч Юа, 1,2 кОм; (/а 12 В. Решение 1 Праведен схему иэ рис. О.У,а к виду иа рис 6 ! По теореме об эквивалентном генераторе Яа ааа (/ГаДаз)/(Йы+/газ)"'1,2 15/(16+1,2) 1,11 кОм; (/ -(иФм)/(й., +я~)-12.1,2/(!6+1,2)=060 В. 2 Определим параметры рекгима покоа прн Т 20'С: ув и ((/пэ (/вээ)/(дгэ +ге) "(О 60 — 0 65)/(1,11+0,1) 0,2 мА; 200 ук и - уп пйз!э=02.30-6 ""' (ГКЭд -(1в-й»7КЛ- !2-'6=6 В* 3.
Опредетнн ьозффнпаент нестабнльпостн И Э(йа в-Гйа) 30(1,1!+0,1) йе а»а (!+Из!э)йа 1 11+(1+30)'0 1 4 Найдем абсолклпые нзмснення Ьйз!э н ЬУпэ дйшэ бд„ ИТ О,М 80 2241 а(Т, 'С ЬУ໠— пэ ИТ 2. 10 80 0,16 В, а(Т »С б. Найдем нзмененне коллскторкого тока транзнстора уййз!э д((пэп ~ Г 22 4 0»16 йгк и — — 3! — Тп и+ ) =В,б2 ~ — 0,2+ — =2,42 мА, «тдэ йа аав+йа,) ~ 30 ' 1.11+0,1/ 6. Найдем аыходное напряжение прн 7 — бгУ'С Так как прн уменьшепнн температуры значение И, падает, а Уп уееличнаается, что ведет к уменьшенкш l», то Уха( — 60» С) !кп — буха=6 — 2 42 3 68 ыА; икэ„(-60 С)-(Г.— й.(..( — 60 С)-12 — 1.366-642В.
Прн уменьшенни течпературы окружавшей среды до — 60'С напряженке покоя каскада узелнчнтся на (8,42 — 6) В 2Д2 В. Пример 6.2. На основе транзнстора КТ312А рассчктать каскад с пооаедо. нательной ООС по току наср)зкн нз услоени полученнн максимальной ненскавенной амплитуды аыходного напряженна прн Каз 10; Уа !б В; температурный дкапазон — 60, +60'С, й,=10 кОм.
Решенке. !. Схема транзнсторпого каскада прнаедсна на рнс. 6.7. 2. По первому закону Кнрхгофа заляжем уравнение для точкн л Я» пав»Нй» ь.+ааавйй». 3 Зададим максимально допустнмый ток коллектора нз услоапя 7» ма» К»аа(х ва»»»а где К.„0.7 ...О,б-козффнпнент запаса по коллекторному току; !к„,»»„,— максимально допустимый коллекторпый ток транзистора. По справочнику; Ук»»а» «аа 30 мА' )х»аа» 0,75 30 М,Ь мА. 4 Используя зыраженне (6.161, онределнм соотношенне йа н й„: К И й Нй,+И й+й ). Согласно (62!) йа й,(3.— Н. Тогда, полагая И эЫ я йа(Из!э +Зг-1) ~й прнблюкенно получим Кок"*й (й. плк й»~0,1й».
5. По тону 1х,. определим Р„. В режиме насыщенна МТ нмееч 1« ((1 -(Тдэ ааа)ДК«+Ма), где (гцэ „„— навряженке между вмнодамн коллектора к эмкттера транзнстора УТ на граннце насыщенна. Прнннмая (гцэ,. О.б В, с учетом найденкого соотношеннп между Я, и Р, получнм К, (!5 — 0,8)/1,1 ° 22,5=0,63 кОм. Прннимаем Тс, 0,62 кОм. 6. Найдем Й, !с.=0,11с, 0,1 ° 0 62 0 062 кОм =62 Ом. 7. Прннимая коэффнцнент нестабнльностн Зс 3,5 нз (6.2!), найдец 1)а )саа(Яг — !! 62(35 — 1) !55Ом. 8. Уточним значенне козффнцкента усвлсння каскада К«хамбо.
0,621(0,1+ 30 0,062+0.155) 8,8 Полученное значенне К«х оказалось меньше заданного. Для уеелкченпв Кнк увелнчпм 1(а до 0,75 кОм. Тогда Ки«х 30 075ДО!+30 0062+0,155) =!064. 9. Найдем минимальное значенне колле«торного тока. Для обеспеченкя ми- нимальных нскаженнй трапзнстор УТ должен работать на лнкейном участке своей входной ВАХ, крн этом 1а Ьз!эупн« . Ток 1вн«а должен находнться по входной ВАХ транзнстора.
В рассматрпваемом случае ага характернстнка отсутствует, поэтому 1« ««а найдем нз условия 1х а««*а 1« ьаа1!О: 1ц сас«(Ге 0.11())«+)!а)-15.0.!1(0.75+0.062)-1 35 мА. 10. Определнм мнннмальное выходное напряжение "'э«х мос =1ц м«Р«+ О кэ «-=((1«)02«+ )7«)) )!а+ (1кэ «м= 15.0,0621(0,75+0,062)ж0,8 1,95 В. 1!. Найдем макснмальное выходное капряженне Длп этого аоспользуемса выражением, полученным в н 2 прнмера, Тупеа асах ((1«1К« 1ц с«ах) (1)«))«((4«+Ас«))=(151075 — ! 85) (0 75 !01(!О+О 75))= =12,66 В. !2. Найдем параметры режнма покоя (Те«з гг =Фа«» «а«а+(га«а ааса)12 (!2 66+ 1а95) 2=7 3 В; 1ц -((Гк — (1 „„))Рсс — (1 „„с й (15 — 7,3) 0,75 — 7,5'!0=9.$2 мА; 1в и — — 1ц гт1йз!э — — 9.52130 0,32 МА, 13, Используя (6.19), найдем температурные нзменення коллекторного тока /дйшэ д(1пэ ас Т 0,28 60 2.10-з.60 ~ 61ц 3~ — 1в н+ — -З,о .0,32+ 2,56мд.
~ йшэ Рэ+1(ь,~ ' ~ 30 ' 0,062+0,1557 Эиаченне Ы» опрелелеяо для полонины температурного диапазона, т. в ВТ»е ° 60 С. !4. Найдем температурные изменения напряженна покоя 6У»и» (Т. 'С) ЫК [Л»й»/(й»+Ли)) 2 56 [О 75 1ОI(0 75+10)).» 1,79 В, 15. Опредалнм максимально вовможяуго амплитуду выходного напряженна Ум»и»=(Уеы» мы-Ум !и)/2-ДУ „(Т, 'С)-(12,66 — 1,95))2 — 1,79-3,56 В, 16. Определим параметрм входного делителя. При атом воспользуемся теоремой об вквняалентном генератора Во=деглан(йаг+Ве»). Уя=й (/КЛ+)ВП)ГУ !+А' ги 0062(952+032)+065 1-01 032=1,29 В, Уз У а+На!и и Уя)(ат (лег+)(ет) 1,29+0,155.032 1,34 В, Уя — У, ) ЛеУа '- — ) О,!55.1,34[!+ — ' Вы = ' =О,!7 иОм; У, ) [ 134 и- !5-1.34 лег=пав[(У вЂ” Уэ) У [-037 ПШ-1,34),!Ля=1,73 ком, 6.1.6.
КАСКАД С ПАРАЛЛЕЛЬНОИ ООС ПО ВЫХОДНОМУ НАПРЯЖЕНИЮ Заметим, что в схеме на рнс. 6.7 вследствие использования цепи ООС по выходному току, прн изменении температуры окружающей среды происходят непосредственная стабнлнзацня lкл. Однако такое решение не является единственным. Стабнлнзнровать ток покоя транзистора можно н косвенным путем, за счет стабнлнзацнн коллекторного напряжения транзистора. Действнтельно, в схеме на рнс. ВЛ ток коллектора численно равен току коллекторного сопротивления, т. е, 7»л=(У,— Унял)г)(», нлн, переходя к приращениям, Аукл= 1АУквп/)7,.
Следовательно, прн неизменном сопротивлении коллекторного резистора )[», стабилизация коллекторного напряжения транзистора автоматкческн означает стабилизацию его коллекторного тока. Поэтому для стабилизации тока покоя транзнстора могут быть использованы н цепи ООС по выходному напряжению. На рнс. 6.8,а приведена типовая схема транзисторного каскада. в которой для стабилизации тока покоя транзистора использована цепь параллельной ООС по выходному напряжению. Как следует нз анализа, проделанного в $ 6.7, введение такой связи снижает общий коэффициент уснлення каскада, уменьшает его входное н выходное сопротивления, расширяет полосу уснлнваемых частот, снижает линейные н нелинейные нскаженнп.
В реальных усилительных каскадах уменьшение входного сопротивления приводит к еще большему снижению его общего 203 Рнс. 6.6. Транзнсторнып каскад с целью параллелыюа ООС яо выходному напряженою (а) н сто схема заменхеюа (б) Е; Сс коэффициента передачи. Вследствие этого схема иа рис. 6.8,о на практике используется реже, чем схема на рнс. 6,7, Особенность полу цння количественных соотношений для рассматриваемой схемы состоит в том, что при параллельном способе введения сгниала ООС, входным параметром каскада является ток. Поэтому его коэффициент передачи имеет размерность сопротивления Ап = 7- аы»77э» = йно н носит название сопротивления передачи.
Точно также размерным является и коэффициент передачи цепи ОС, измеряемый в сименсах: (» = 7оос! ст ы = Кос С учетом сказанного, для каскада на рис. 6,8,о справедлива схема замешения на рис. 6.8,6. В ней источники входного сигнала и сигнала ООС представлены соответствующими источниками тОка Е»%» и 0»ы»Лоос. СОгласно этОЙ схеме для Р»о и нос мОжно записать (ьяпэ (»кй»~(»к+и»)) йно— — )х»ймэ' )ь» Уа йоос 7оос~%,ы»=Язх!лоос)((х»(» ) )!)зоос. (6.24) лв Очевидно.
что несмотря на то, что величины к,0 и Л,, ~ рвт мерны, для ннх справедливо общее выражение для коэффициента передачи усилителя с цепью ООС (5.20). Тогда для коэффшпмнгя передачи схемы на рис. 6.8,а можно записать Йп оос= )~лО~(1 + ~по8оос) = "мэйк)(1 + "мФМоос) При глубоких ООС, т. е. прн выполнении условия Юмами~/Роост | полученное выражение можно упростнтьс )) оос~Яоос. Данное выражение подтверждает сделанный ранее вывод о том, что прн большой глубине ООС параметры устройства практически не зависят от собственных свойств усилителя и полностью определяются характеристиками цепи обратной связи. При необходимости по сопротивлению передачи каскада можно легко найти его коэффициент усиления по напряжению. Для этого в исходном выражении для К входной ток необходимо заменить током эквивалентного генератора входного сигнала (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
