Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Врнмер 6.6. Используя транзистор КПЭОЭВ, рассчитать параметры каскада на рнс, 612,а при козффнпнсятс уснленнв по напряженою Кн !О, па частотах более $0 Гк н (/ч !$ В. Решение, Согласно амраженню (6.29) уаелпчгнке каэффннпента уснле. икя каскзла па нолевом транзнсторе звханного тяпа требует увеличения сопро. тнвле»нн Кс Это, а свою очередь, уменьшает макс»мнльнын тох ~~о~а /с ~~ н, следовательно, спнжает 8 транэнстора.
Понтону прн расчете каскада необходнмо учнтывзть завнснмость з=9(/с) !. Апнрокспмкруем завнспмость з гр(/с) (рнс. 6.12, б) для заданного транзистора прнмой лнпией. Для этого выберем дае ее точнп Зг=), /с~-06 мА и бг 3. /сх 2 мА: 2(6 з зп+Н(с', Н МА(с«(3-'-4)((2 — 06) «1,43 В"ь, 3п Зс-Н(сз«3 — 1.43 2«0,14 мА(В; 3 О,И+1,43 (с. 2. Так кан задан козффиииент усиления иа переменном тоне, то для опрпде.
ленни козффнниеита усиления мокко воспользоваться выражением (6.26). По. атому ((с Хпт(3 Низ((0.!4+1,43 (с). 3. Определим иапряженне покоя стока Усп» (Уппп»п*+ Упп«пкп)(2. Допустим У.„„.„У;, У * ° Усм«с Узи. — Узн УЗН-т Тогйа Усп (Ух+ Узн хпп)(2«(16+1.5)(2 825 В. 4. Определим ток покоя стока (сп. (сп (Уп — Усп)(й, или (7с- (У» — Усп)Усп. Приравнивая зто значение Я, полутонному п и. 2, найдем Ние((0,14+1,43 (сп1 (Уп — Усп1Усп. Отсюда 0,14 (У.— У, и) 0, !4(15-1,» Нпе — ! 43 (Уп — Ус и ) 16-1,43 (15 — 8,25) 5.
Найдем сопротивление резистора (!м ((а (Уп — Усп)Усп (15 — 825)(058 11,63 кОм. Вмбираем (1, 12 кОи, тогда ( п (15 — 8,25)(12- 0,56 мА. б. По прнведеиаой передатоиной характеристике (рис. 6,12,е) травзистора нейдем напряжение затвора покои Уз ц-1,155 В. 7. Из условия задания режима покоя найдем сопротиплеюне резистора смегденя УЗ п((сп 1,!55(026 Принимаем ()и 2 кОм. 8. Емкость конденсатора, юунтнруюхиего резистор й«найдем нз условия 1(мСпм(уп(100 или СпМ00(мяи !00(2н 50 2 1(Р 159 мкф, Принимаем С, 200 мкФ. 6.3.
38!ИТТВРНЫЙ К ИСТОКОВЫЙ ИОВТОРИТИЗИ Эмнттерным н нстоковым новторнтелямн называются каскады, охваченные ЮОе(г-ной последовательной ООС. Поэтому основные свойства этих каскадов достаточно близки, а существугощне отлн- 317 не ив г(в Рпс. 6 (6. Схемы нмнттервога (о1 н нстовоеого (61 повторнтелеа; схема согла- совення ллн превера 6.7 (в) чия обусловлены несовпадением характеристик нснользуемых тран.
зксторов. Типовые схемы эмиттерного и истокового повторителей приве лены соответственно иа рис. 6,16, а,б. Ниже рассмотрим схему эмиттерного повторителя, отмечая длн истокового повторителя только его характерные особенности. Наличие 100%-ной ООС предполагает, что в эмиттерном понто рителе выходной сигнал и сигнал обратной связи равны. Послед нее возможно только в случае, если в схеме на рис. 6.7 резистор А'. отсутствует, а выходной сигнал снимается непосредственно с ре хистора обратной связи (г,. Такие преобразования изменяют схему включения транзистора, преобразуя ее в схему с общим коллек тором. В отличие от усилителя по схеме с общим змиттером, схема г общим коллектором не инвертнрует входной сигнал.
Действи тельно, если к входу эмнттерпого повторителя приложить увели чиваюшееся по уровню напряжение, то зто приведет к увеличе нню эмнттериого тока транзистора и соответствующему увелнче нию его выходного напряжения. Поэтому модной и выходной сигналы в схеме будут изменяться в фазе. Рассмотрим основные характеристики каскада.
Для определе ння коэффициента усиления по напряжению воспользуемся основ ным выражением для коэффициента передачи усилителя с цепью ООС. Тогда, полагая рос=1, получпм Ки к оос = Кио/(1+ Коойос) = Коо7(1 + Кое) < 1. (6.34) Используя (6.41), для коллекторного тока транзистора можно терного повторителя, можно записать ((ее й»э + йизй,. (6 Эб) Обычно в реальных схемах выполняется условие Ьнэ Сй„тогда для входного сопротивления каскада можно использовать более простое выражение (6.66) Рис В !7.
Схема замещении эмиттерного ноиторнтеин Выражение (6.36) говорит о том, что в эмиттериом повтори- геле можно получить очень большие значения входного сопротивления. Это является одним из основных достоинств этого каскада, Входное и выходное сопротивления каскада можно также легко получить нз его схемы замещения, прпведенной на рис.
6.17: ))вх = Го + (й г1 э + 1) ггнк(гэ + ЛвЦГк + Гэ + Ю ж ймэ))в, (Б 37) )гвнх Гэ+ (Гб+ ххвв)г(йх!э+ 1) Гэ 1(ри ВЫВОдс ураВНЕНИя ддя !Гвм„ПОЛатаЛОСЬ, ЧтО СОПрОтИВЛЕНИя Г« н Йх„весьма велики и их влиянием можно пренебречь. Частотные 'свойства эмцттерного повторителя (как н каскада г общим эмнттером) полностьнг определяются частотнымн свой«гвами применяемого транзистора.
Однако на практике данный каскад является более высокочастотным, что является следствием 100% -ной ООС. Не обладая усилением по напряжению, эчиттсрный повторннль обеспечииает значительное усиление по току: Кг ймэ+1 (6.38) Следствием этого является значительное усиление по мошногтн (КГ=Кг). Из сказанного следует, что каскад эмнттерного повторителя наиболее удобен для согласования высокоомных источников сигнала с низкоомной нагрузкой фвв — велико, 1(внх — мало, К,— велик). Малое выходное сопротивление каскада делает его идеальным ирн согласовании усилителя с емкостной нагрузкой.
Основные свойства стокового повторителя аналогичны свойствам эмнттериого повторителя, т. е. Ки к оос с Р„ж Я,„- велико; )т, нм 1/з — мало, й!9 Частотные свойства истокового повторителя существенно лучше частотных свойств каскада с обшим стоком. Причина этого та же, что н в схеме эмиттерного повторителя — (Обуз.ная ООС. Следует отметить, что так как цепь затвора в схеме на рис. б.(б,б шунтнрована резистором, то, как правило, не удается реализовать свойственное полевому транзистору большое входное сопротивление. Для реализации этой возможности необходимо отказываться от использования данного способа задания начального смешения. Пример 0.7.
Согласовать датчик освсщеикости, выколиеииый иа фоторезисторе СФ2-2, с усилителем, вкодкое сопротивление которого раеио 1 кОм. Параметры фоторезястора: темповое сопротявлеяие й,=2 МОм; краткость измскеиия сопротквлеиия )Г й»Ж» 3000; ()» 15 В. Решеиие !. Найдем маеимальиое сопротивлеяке фоторезисторе йс» -й,)К-2. !О~)2ООО=ОДО «Ом. 2. Измеиеике иавряжеиив иа входе усилителя при иепосредствеииом подключеики фотореэистора к входу усилителя (г» О»й !(и +йс») 15" 1((! +Оба) 903 В' О»»»а»=У»й».)(й».+й») 15 П(!+3000) 5 1О-*В 3.
Подключаем вызов датчика к входу усилителя через схему э»гиттериого повторителя (см рис. О.)б,а). Дли увелячеякя входвого соиротивлеияя используем в эмвттерком иовгорителе транзистор КТЗ!02Г с ймз „, 400. В этом случае для входного яапряжения эмяттерпого повторителя (Г»»»» справедливо выражение йе!сэ» ус а! 3 Уе 1!а+йэх гс"а!з »,» йе+ йе+ !'эх тс" агз откуда для йс найдем и,тй,„„, „,йе л йаз!з " (г (йе+й* "а!з)' тле йе — текущее зиэчеиие сопротивлеиия фоторезястора.
4. Задав мкикмальиое входиое иепряжеиие эмяттериого повторитеяя, определим сопротквлекие баласткого резистора йс. Лояустим (Г». „ ! В. Тогда 1 ° 1 400 3000 !.400.15-1(30004 1 400) Прккимаем йс 470 кОм. 5. Уточкин диаяазоп измспеиия входкого, вепря кения эииттерио»о повторителя 220 Папах ухаз1з 470.1 400 -2!6 нОм; Ктх „*„, ао ~.м Ун1х 15 216 и ат аа м!и Д д 3000 1 216 =! Гн иа1т 15 216 и„„траха- д й - 56„21 -14.9о В, зим их ° ма* — их хх аах 14,95 — ! 13,65 В. Ьез амнттерного новторнтелн Аих„9,025 В. Прнмененне елемм - эмнттерлого нозторнтела уаелненло диапазон нзмененмн входного нанрнменин з 13,95!9,025 1,54 раза.
54. ИСТОЧИНКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Н НАПРЯЖЕНИЯ При разработке усилительных устройств часто возннкает необходимость использования устройств, свойства которых блнзкн к свойствам идеальных источников постоянного тока и напряження. Следует сразу отметить, что создание устройств, являющихся ндеальнымн нсточннкамм тока и напряження, невозможно. Однако для некоторого ограннченного диапазона изменения параметров создание устройств, имитирующих такие нсточннки, вполне возможно. Прн этом могут нспользоваться кзк биполярные, так и полевые транзисторы.
Наиболее просто на полупроводниковых приборах реалнзуютс» источннки постоянного тока. Рассмотрим прннцняы построення такнх устройств на примере биполярных транзисторов. Для этого обратимся к выходным характеристикам биполярного транзнстора, соответствующим его схеме включения с общнм эмнттером (см. рнс. 6.!8, а). Очевидно, что если биполярный транзнстор работает в активном режнме при постоянном значения базового тока, то его выходной ток мало зависит от напряжения между выводамн эмнттера и коллектора. Аналогичным свойством обладает и полевой траизнстор, работающий в насыщенном режиме прн постоянном напряженнн на затворе.
Именно на этом прннципе н строятся все транзисторные схемы источников тока. Рассмотрим наиболее часто встречающнеся схемы нсточников постоянного тока н напряжения. 6.4.!. ИСТОЧНИКИ ТОКА НА ЬНПОххЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ Предположим, что в базу бнполярного трапзпстора от некого. рого внешнего нсточннка задан постоянный ток 1во сопз2 н тран- зистор работает в актнвном режиме (рнс, 6,!8,б). Тогда прн за- 221 О иезид,) уя по ф Рнс.
В!8 Оообаеннан схема геигразора тока (а) н ооредеаенне допустимого диапазона изменен<и сопротивлении его нагрузки (о) данном значеннк напряжения пнтання Уп точка пересечення нагрузочной прямой, соответснгуюшая значению )т„должна лежать на отрезке аЬ его выходной характернстнкн. Это означает, что сопротнвленне нагрузки должно удовлетворять неравенству )(и мм 1(Уи — С4э(упо)Мз1эУве > )~п > )зн мм = Оа (6 39) где Уаз (гве) — напряженке Увз, соответстауюшее базовому току, равному /па.
Следовательно, нрн заданных напряженнн питания н токе базы с нспользонапв м ныраження (6.39) всегда можно определить допустнмое н гмепсннс сопротнвлення нагрузкн, прн котором транзнстор можно рассматрнвать как нсточннк тока. Определим насколько изменится выходной ток транзистора в рассматрннаемом случае, если сопротивление нагрузкн нзменяется в диапазоне, определенном выраженнем (6.39).
Для этого воспользуемся й-нараметрамн транзнстора. Наклон выходной характернстнкн транзнстора прн постоянстве его базового тока (см. 9 2.2) определяется выходной проводнмостью транзистора йззэ. Считая, что на интервале аЬ выходной характернстнкн величина й ззэ постоянна, для заданного неравенством (6.39) диапазона нзменекня сопротнвлення нагрузкн макснмальное изменение выходного тока определяется выраженнем дгк ймэ (уп (гвэ (гый. (6.40) Из-за малости величины Йззэ (обычно гк,'Э Я,) отклонение выходного тока транзнстора для всего днапазона нзмененнй сопротнвлення нагрузки обычко не превышает несколькнх процентов и рассматрнваемуго схему можно рассматрнвать как идеальный нсточннк тока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
