Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 41
Текст из файла (страница 41)
рнс. 6.8,6) й, = Е/„, ~Р. = И '(Е.(й) = Кока (6.22) где Кок 0„,.(ń— общий коэффициент усиления каскада по напряжению. Полученное выражение показывает, что коэффициент усиления конкретного каскада по напряжению не остается постоянным и зависит от параметров источника входного сигнала. Поэтому для описания свойств каскада удобнее пользоваться ие коэффициентом Кию а его сопротивлением й„. Используя схему замещения каскада (см. рис. 6.8,б)„можно легко получить выражение для его входного сопротивления М оос= — = (6.23) йв л +лоос+енамэ Аналогичное'выражение можно получить, воспользовавшись об.
щим выражением для входного сопротивления усилителя с цепью, параллельной ООС (выраженне 5.32). Учитывая. что согласно схеме замещения транзистора, вклкь чениого по схеме с общим эмиттером (см. гл. 2), собственное входное сопротивление транзистора К„=йпз = гч+ гэ(йаэ + 1) гзйвэ, и полагая йкйвэ »лоос, что справедливо для глубоких ООС, из выражения (6.23) получим Йвх оос гэ (ЯоосЯи).
Используя выражение (5,34) для выходного сопротивления каг када, можко записать ~' аык маоос Согласно схеме эамеп(ения на рис. 6.8,б /7»м»=гк/т»/(гк+/т„)" гм/ги. Тогда, полагая цепь ООС глубокой (Аз!э/т»//7оос,а»1), пэ (6.24) получим /ззмз оос /зоос//гз!э. Пример 6,3. Определить параметры трэизвсториого каскада (рис. 6.3.п), обеспечивающего получепие из резисторе /7,.
5,1 кОм максимзчьио возможной амплитуды вмходиого иапряжеипя. Транзистор КТ312А; (Г, 20В; /7, З,бкОм. Решение: 1. Определяем параметры режима покоя кэсхалз (/кл (//кэмз» (/кэг»1з)/2 Лл~ рассыл ривжмой ~~~~~ (/кэ =(/" (/кэпи»=(/кэ»»» 08В. Прпмачапие. (/дэ»зс огзределяется пз условия (/кэюс (/вэкеепо входпой характерисгике пли ее аипроксимаиик для /в„„!/»/(йзгэй„): икз- (20+0,8)/2- !0,4 В; /кл ((/» — (/кэ)/(» (20-104)/5,1 1,86 мА; /пп=/хл/аз!э —— ! 86/30=0062 мА 2. Находки сопротивлеиве резистора /(оос, обеспачваэюшего задаииый режвм покои каскада. Зля этого для вывода базы записываем уравкекие по первому закону Кврхгофа /и л +Оп пЖ ((/хл (/и л )/Вовс откуда ЙООС ((/Кз — (/и и )/(/и л +(/и и//4») (10,4 — 0,7)/(0,062+0,7/3,6) 37,8 КОМ. Прикпмаем /гсос 39 кОм. Прямечавие.
Уэпопределвется либо по входной характеристике, либо либо по ее аппроксимаиии аизлогичио примеру 4.4. 3. Находим сопротявлеиие передачи каскада, Согласно выражеиию (6.22) имеем /2» оос йзгэ/4»/(1+аз!э/7»//!оос) ~ 30 ° 5 1/(1+ 30 ° 5 1/39) = 31,1 кОм. 4 Найдем козффипиеит усиления каскаде по капряжепкю /(ок /!» оосФ» 31,1/3 6 8 6. 5.
Определим аыхолиое сопротивлеиие каскада согласие (6.24): /7»м» оос /7»м»/(1+аз!Э/(»Иоос) 5 1/(1+ 30 ' 5 1/3 1,1) «" 0 86 кОм. 6. Найдем входиое сопротиалеяие каскада. Согласно (623) /Г»с Осо /(»»/(ООС/(/Х»»+/(ООС+/Г»йэга ). Сопротивление /!»„можае определить непосредственно по входиой харюгтервстике траизистора кри токе базы !в ! и. В рассматриваемом случае, таи как /в мал в, следовательио, входиап характеристика траизпсторэ мало отли- 206 чается от идеальной.
сопротивление )т„пожив найти аналитически г пзлпз выражению (22) ВАХ р-и-перехода описывается выражением зрз )П (тр" !1р+ !). Тогда днфференпна, ьное сопротивление перетода равно дир р!д(р-.=-зрд(зр- +/з) ррзгФр-р "Яррз где чз,— температурный потенциал, который для Т=ЗООК можно считать равным 25 мВ (и, Т()),6 )Оз). Используя полученное выражение для (и (пи, найдем Л,„25, (0-з/О 062. )О-з 403 Ом В атом случае )гр. оос = 04 ° 39/(04+39+30 ° 5.! ) =80 Ом. 6. !.7. ФОРМИРОВАНИЕ ЧАСТОТНОИ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАСКАДОВ С ((ЕПЯМИ ООС Существенным недостатком рассмотренного выше способа стабилизации параметров транзисторного каскада является уменьшение его коэффициента усиления.
Прн заданном суммарном усилении это приводит к существенному усложнению схемы усилителя. Рассмотрим схемотехнические приемы, которые в ряде случаев позволяют компенсировать данный недостаток. Для этого еще раз вернемся к самой постановке задачи стабилизации режима покоя усилительного каскада. Цепи стабилизации режима покоя при. званы обеспечить долговременную стабильность тока /кп или напряжения Уиэ и, т. е. оии должны комиеиснровать только медленные изменения этих параметров. Естественно, что процесс изменения температуры окружающей среды ие может происходять быстро. При этом не требуется стабилизация тока, изменение которого является следствием действия на входе достаточно быстрых отклонений полезцого входного сигнала. Следовательно, цепь ООС должна быть замкнута по постоянному и медленно изме няющемуся сигналу и разомкнута по его переменной составляю щей.
Зтого можно добиться, если коэффициент передачи кепи ООС Ьос сделать частотозаввсимым. Цепь ООС должна прону екать только медленно изменяющиеся сигналы и не пропускатз, высокочастотные, т. е, с увеличением частоты сигнала коэффп циент Ьос должен уменьшаться. Зтям свойством обладает аверин дическое звено с передаточной функцией вида Ьос(Р) Ьоср ЛР+ () Очевидно. что при ез ОЬос Ьосо* а при оз-т.оо(Ьос(-ч-й. Рпс. 6.9, ЛАЧХ транзксторного кас- када с пеною еастотозавнспыойООС уг я~„оо,ко"фг ог Подставив приведенное выше значение Ьос в выражение для коэффициента передачи усилителя с цепью ООС, получим передаточную функцию усилительного каскада тр+) )Р ()у) %о/[1+ Киоросой7Р 1- 1)1 «ооэос~ ) 1ГР1ыиоэосо+1)1+1' Данной передаточной функции соответствует ЛЛЧХ, приведенная на рис.
6З. Схемотехническая реализация данного технического решения применительно к транзисторным каскадам с последовательной ООС по току и паралл«льной ООС по напряжению приведена на рис. 6.10, а, б, В схеме, показанной на рнс. 6.10, а, с увеличением частоты суммарное сопротивл«ннс параллельно включенных )1, н С„падает. При постоянном ток«коллектора это приводит к уменьшению напряжения обратной связи и, следовательно, увеличению коэффициента усиления каскада. В схеме цп рнс. 6.10, б с увеличением частоты коэффициент передачи делит«ля.
образованного резистором Я~ос и конденсато- Ркс. 6.10. Включение коррекпоруюгдего конденсатора а каскад с кеппып после. довательвой ООС по выиоднону току 1п) и параллелькой ООС по выводному напрпжевню 16) ж)6 ром Сос, уменьшается. Это приводит к падению частя нппрп. ження, передаваемого нз коллекторной цепи транзистора н пгп базовую цепь, что, в свою очередь, приводит к уменьшенню ковф фнциента передачи цепн ООС и увелнченню собственкого уснленнн каскада. Частотная характернстнка такого каскада аналогична рассмотренной выше (см. рпс. 6.9), Так как с увелмченнем частоты снгнала сопротивление комдон сатора Сос падает, то для предотврашенмя шунтпровання этны конденсатором входной цепи усилителя (это привело бы к паде- нню козффицнента уснлення каскада) в нее введен дополнитель- ный резнстор Йзос.
Прнмер 6.4. Определять пзрвметры цепи ООС для квсквдв нз примера 6.3, еслк нижняя частота полосы пропусквння равна )„100 Гц. Решенне. 1. Перзмегрм цепи ООС в режнме ркботм по постоянному току былв найдены в прнмере 6.3: Йоос 39 кОм; Кик оос 8,6. 2. Определен нскодный козффяцнент уснленяв уснлнтеля Кив йигlй йвйт~з)йг Ь,1.30/3,6 42,6. 3. Найдем коэффнцнент передзчн пенн ООС. Согласно скеме звмещеяня не рнс.
6.6Д козффицвент передзчи цепи ООС каскада по явпркженяю рами Овгг» Авкйг 11 Йвийг ~ Йвв ) ж Й ж0,4/39кг0,01. ()в* Йв*+Йг Йвк+Йг ООС 4. Длп осуществления частотной коррекцнн сопротнвленне Йоос разделом примерно поровну нв Йгос 18кОм н Й,ос 20ком (номкнвлы взятм,ненболее блкзкнмн нз существующего ряда номвнзлов). 5. Цепь ООС усклвтеля нв ркс. 6.10,6 можно рзссмвтрнвзть кок посведове.
тельное соеднкенке зперноднческого н пропорцнонзльного звеньев. Тогда Его сум- мзрнея яередвточвэя функцня кмеег внд %'(р)=нгг(р)(вв(р) Йзосйвк Й Йвос+Й „+Атос ( гос+ вк гос Й,ос+Йзк Ср+1 ЙГОС+Йек+ЙЗОС Й 1 к, гв,, к~к, Йг ос +Йзос 6.
Соглесно чвстотвой квректернстнке кзсквдв (см, рнц 6,9) нижняя чвс- тотв полосы пропусквяня Ксге росс+1 Кьпйоос +1 +гор Рнс. 5.11. Обобмеаивк схема усилительного каи каха на новаком транзисторе или Кие Ьос+ 1 С т;'т =— а.У. о ос+овос 82 0.0 01+1 0,24 мкФ, †.2е 100 18+ 20 82. усилительный клскдй ПО схеме с ОБщим истОкпм Схемотехнические решения, применяемые при построении каскадов иа полевых транзисторах, во многом схожи с реи~еииямн, используемыми при построении каскадов на биполярных транзи. сторах. Существующие особенности связаны с отличием собственных свойств этих приборов.
Как отмечалось ранее, прн построении аналоговых усилителей на полевых транзисторах наибольшее распространение получила схема каскада с общим истоком. Прн этом в ней, как правило, применяются либо полевые транзисторы с управляющим р-л-переходом, либо МДП-транзисторы со встроенным каналом, На рис. 6.11 приведена типовая схема каскада на полевом транзисторе с управляющим ртл-переходом н каналом л-тнпа. В этой схеме, изменяя напряжение источника смещения Е,„, можно обеспечить работу в любом нз описанных в $6.1.2 классов усиления. Однако наиболее часто эта схема используется в режиме класса А прн построении входных каскадов усилителей. Объясняется это следующими преимуществами полевого транзистора перед биполярным: большее входное сопротивление, что упрощает его согласование с высокоомным источником сигнала; как правило, меньший коэффициент шума, что делает его более предпочтительным прн усилении слабых сигналов; большая собственная температурная стабильность режимпв покоя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
