Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 15
Текст из файла (страница 15)
мощью источника тока ЛВ1вп, Искомый результат преобразована; тока этого источника в ток Л/, определяется как непосредственнызг его проникновением в коллекторную цепь схемы (в узел а схемы рис. 4.12,б), так и его воздействием на эииттериую цепь транин стора.
Протекая через эту цепь, он создает на ней разность потсп циалов ЛУэ, которая, в свою очередь, преобразуется в измене. ния Л(/г разности потенциалов на резисторе й,. Преобразованпа разности потенциалов Л(/э в Л(/а осуществляется в соответств,.п с ранее рассмотренной схемой, т. е. в соответствии со свойствами схемы ОБь Поэтому Л1'а=Ля'г/йв=-Ь(/з Квег/йв, где Л(/э= =ЛВ/ве йэЦ(йвв ее ~', нпвв он г=нпгг/(1+нпггйг). При этом Л/г =- ЛВ/вп — д/; = ЛВ/ва (1+ Дггйа)/(1+ Кгзйэ + Кзгйа) (4.19) В схеме рис. 4.12„в н образовании тока Л1а также участвуют дке составляющие. Одна из них является результатом непосредственного воздействия источника нестабильности Л/ к на коллекторную цепь транзистора, а вторая Л/а — следствием протекания тока Л1в» через его базовую цепь. В этой цепи образуется напряжение Л(/н = =Л/внйа11йвв вэ н которое со~дав~ соответствующее изменение Л(,',- потенциала в цепи коллсктора.
Преобразование напряжения Л(l~ в ЛУэ происходит и соответствии со свойствами схемы ОЭь при этом Л/а=Л(/нКвэг/йн, где Каэг=кггйв/(1+йггйэ); Л/а = Л/вк+ Л/а'=. Д/вк(1+АЪйа)/(1+ Кг,йв+ дзгйа). (4,20) Таким образом, для каскадов на биполярном транзисторе ш (4.15) — (4.20) следует, что д/к - !д(/вэКг +(1+ дпйа) ~В/пз+ + З/вк (1 + Кгзйа)!/(1 + Кггйэ + //ийа). (1 21) Сопоставление представленных на рис.
3.4 и 3.5 эквивалентных схем, а также соотношений (З.В) и (3.9), отражающих свойсгпа каскадов иа биполярном и полевом транзисторах, указывает па подобие свойств этих каскадов с точки зрения оценки илияипа дестабилизирующих факторов на положение ИРТ. В связи с этмш иа основании (4.21) и (3.9) можно представить соотношение, опре делающее воздействие дестабнлизиртчоших факторов яа полож,.' ние ИРТ в каскаде н.', полевом транзисторе: э/с . г эУзидгг 1 11 + и нйа) (Ькгг/кг~» /се + — 'з/вз (1 + дггй )1К1 + Ксчй, + КгЛ ) Пример 4Л. Ьы зе мп з рассмотренной и примере 3! схеме изэни и,.
гпн Ьа. ~.а ванини ппншш:леи температур перевалов транзистора иа ЗП' Рис. 4.13 т'еюеиае. 1. С помонгью (38) определяем значения пзраметроа иестабильно[еюответствуюпгих зквивалентной схеме рис 3.5, а, В йт,з= !00 и Ы 30'. ЬУвз.-2,1 ° 1О .30:. 63 мВ; ЬВ-100-0,006.30=1о; а!вн.=10 М[акр(0,06.30)-![ О. ф. Согласно (4.3) при токе Е»в 2.3 мА (гп = 1,1) 4»» 2,3.10 ~~(1,1.0,026)~0,08 См; ки ..0„08/100»е0,8 мСм. . В соответствии с найденными значениями параметров и (4.18) вычисляем "ое значение Ы»: аЕК- [О 063 0 08 - '(1-'0 8.10 ° 10») 15 23.10 в+ 110 Ы(1+0,03 2,3 10»)Ц!; 0,08 ПР»0,8-10 2,! -!Оз)се0,08 мА. ряде случаев в пень базового делителя включают дополниный прямосмещенный диод или транзистор в диодном включе,; (рис. 4.[3).
Благодаря атому диоду или транзистору в базовой создается дополнительный источник термозависимого напряия, по своим характеристикам аналогичный источнику неста, ности Л()нв. В результате воздействие источника нестабиль,н И/вв на ток коллектора во многом нейтрализуется, а при 'гг2 и надежном тепловом контакте между транзистором и ' окомпеисирующим диодом зто влияние оказывается полностью "пенсированным.
:8 схеме с диодом ток коллектора имеет пониженную чувстни'ность к изменениям питающего напри>кения, а в условиях ,", 0 она вырождается в так называемую схему»зеркала токаи, ко используемую в аналогопои иптс!рпльиои схемотеюшьс 67 4.8. ПСРЕДА1О'1НЫС СВОИС1ВЛ КАСКАДОВ И ЦЕПЕЙ ПО ТОКУ Обычно к входной и выходной ьлсимаи усилительного каскада (к входному и выходному узлам его схемы) подключены нс только соотистствуюгцис выводы транзистора, но и доиолнительныс про. иодимости, шуитирующнс вход и выход каскада. Вследствие этого иа входе и выходе транзистора происходит дополнительное токь ответвление.
В частности, непосредственно потребляемый транзистором ток (а составляет лишь чисть общего входного тока („, поступающего на вход каскада от внешней по отношению к исму цсии. Лналогичныг процессы токоотвстилсиия могут наблюдаться и на выходе транзистора, в результате чсго выходной ток г, „трэн. зистора лишь частично поступает н иагр)зку-потребитель тока. Отвствлиющсс влияние дополнительных п(товодимостей, подсоединяемых к какому-либо )-му узлу любой схемы, можно учесть с помощью коэффициента ответвления тока в этом уэлс Ки. По аналогии с коэффициентом передачи по напряжению параметр Кч можно рассматривать ьак коэффициент передачи по току, прн этом Кц=' ~г'-=-Ы Фв у+Ко) (4.22) где д„ вЂ” проводимость нагрузки-потребителя тока, подключенной к )чьгу узлу; д, — суммарная проводимость дополнительных цсиги, включенных между рассматриваемым узлом и точкой нулсвого потенциала.
В одиночном каскаде многокаскадного усилительно~о тракта в качестве д„; выступает нходиая проводимость траиыпь егора д„. а в качестве дя; — входная проводимость К,„л+1 каскада, ( следующего за рассматрииаемым. Коэффнгтнснт усиления К, каскада в общем случае определяется ~ не одним, а тремя коэффициентами передачи, а именно (4.23) где К... К, ... — коэффициенты ответвления тока на входе и выходе каскада; К,,„ — коэффициент усиления транзисторной части каскада (усилительного прибора). Пример 4.6. Оирсдслить козффицнсю усилении К; ио току каскада ОЭ рис 4.7, а для случаи, когда К1 =- 5 лОм, Я2 = 2 кОи, КЗ = 150 кОм„а значения кол лекториых и сигнальных токои соответствуют рассмотренным в иримере 4 Ь Под К, следует иоиимать агнии~синс сигнального тока, протекающего через рс зистор КЗ, к току, втеьающсму во входной за кии схемы рис.
4.7. региеяаг. Вычисление коэффициента К, выиолннм и соответствии с (4.2Я Лля этого иредваритсльно оирсдстим с иомощью (4.22) значения входящих ч не~о сом~южитслей Кюо К, „, и К~ „„. В холе решения воспользуемся резулыз тами вычисления ироводимостсй д„,„., и я „„„, н примере 42, а также даиюс ми ~ К, „, годер;кащииися н гааз. 4,Н согласно которым К, „=- аз~э,' бч 'м«е (Д>вниз !'!/??1+1~??2) 0,6>" 10 (0,65 1О < 1)3 ° 10>.' 1 10<) О,".6, К . — й., =100; К< них=1 (1- дп<х <а??З) =1'(1+028-!О !30)<х0,93. моо зиаченис козффициеита усиления по току К< ' К<в>К<упК<внх=О 26'100'0 96 25. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ;::,Какой осиовпои признак сигнала. и соответсгв<ш с которым его относят 'ории сильных или слабых сигналов? <~Канопа су<циость мллосигнальных паромстроа? 'у?рп каких !словцах при пычислгииях свойств каскада вместо у-нарнмст'"-но использовать К<-парзнстры? ":;Нам обьясияс>ся унипсрсальный харахтср значсния параметров траизистолсииых н соотвстствяи с (4,31? ",л(ва транзистора, олин из ноторых нвлистся маломощным (!х „= 0,1 А), "М сильноточиым (?х, „= 5 А), работают прн токе алло = 50 мА.
Какой "!1'трзнзистороа обладает болыиим значением крутизны? "-:Днз одномии>ыт трои икгора облнлиат суиисмншво различшо<иимисг, зиад нон)>ф<щиспток <силеиия ио току!<мн(дыр< 100, йз<зт 1000). Сьа.кут. >атп различия иа значениях козффицнеитов усиления кэскалои н<> папряже;,значениях входной проиолимасти каскадов? '; Псрсчислитс возможные способы подключсння транзистора к схеме усили" и каскада. !)Какое аклвчсиие транзистора иазыпастся основным, какое выступзст в >пторигсли тола, какое являстся повтор<жетон иапрни<енияз :; Какова методиьн вычислсяяя параметров каскада н случаях, когда под'ис траниютора в ион от<шчио от ос>ювного? ,,' Изло ките суишость мстодики пычислгиин свойств каскада в с.тучаях, ,' и исм исп<>льзован траазистор с нсиулсаыл< но сопротивлеииию даухпо'Ком в общем (зазсмляющсм) проиодс? й. Какис схсмы относятся н категории усилите<ой псрсмепиых сигналов? 'ы особсииости гхсмиого постросния зтих ушщитслсй? ' .
11арисуйтс типовые сзсмы каскадоп ОЭ, ОК и ОБ. 6: х1то общсго и схснных построениях каскадоа рис. 4.7з Ф: Почсму в кагьадс рис. 4 7, а козффициеит усиления изл<сиястся иропорио заичсиию си<рохин.<сипя рсзисторз ??3, хотя зто сопротивление зашуи' ио блокиру<оиинл конденсатором большой смкости? В процессс обънсиений ' сцхусгся воспо, ьзоваться соотиошешямп (3.2), (4.5) и (4.6). Кащ>вы причины созда АЧХ а об>ласти низких частот в усилителях псрс.Ых сш ихлов? :)6. Канон<< причины сиада всриишы или<у.<ьса н усиъпсях игрсмеш<ых сиг'ах Ы Каковы основные нсточнпкн нестабкльностк ИРТ н как онн отображают.
сх на эквньалентных схемахэ 18 ттсм обусловлены неудобства рассмотренна передаточных свойств много. званных цепей а каскадов с использованием козффнпнентов псредачн по тонут ГЛАВА б ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЬНЫХ ТРАКТАХ вд. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УСИЛИТЕЛЬНОГО ТРАКТА С ОЙНОПЕТЛЕВОИ ОВРАТНОА СВЯЗЬЮ Одной из особенностей усилительных трактов среди электрон. иых цепей является то, что они обладают преимущественно однонаправленной псредлчсй сигналов, т. е такой, при которой прохождение сигнала со входа на выход существенно преобладает над ему обратным — с выхода иа вход.
Процесс передачи сигналов в усилительных трактах в направлении, обратном основному, т. е. с выхода на вход. называется обратной связью (ОС), а цепь, но кигорой осуществляется эта передача,— цепью обратной связи. Обратная связь может быть специально организованной илн возникшей помимо желания разработчика. В последнем случае ес называют пиразитяой.
В зависимости от структуры усилительного тракта ОС может как увеличивать коэффициент усиления тракта по напряэкснию, так н уменьшать его. Обратную связь, увелячпнающую коэффициент передачи по напряжению, принято называть положительной обратной связью (ПОС), а ту, которая понижает его,— 'отрицательной обратной связью (ООС). В усилительнон технике в основном применяют ООС. При ее применении ценой некоторого ухудшения усилительных свойств повышаются стабильность и определенность этих свойств, снижается уровень нелинейных, частотных и переходных искажений.
Структуру усилительного тракта, охваченного цепью ОС, можно представить н виде рис. 5.1. В состав этой структуры входят: основ ной усилительный тракт Кз,, основное звено цепи ОС Кав и днз шестиполюсника ! и 11. В шсстиполюсннке П происходит ответвлс. ние части выходного сигнала н основное звено цепи ОС, а в шсстнполюснике 1 — объединение (смешивание) входного сигнала с сигналом, поступающим с выхода основного звена цепи ОС. Считается, что шсстиполюснпки 1, 11 и четырсхполюсннк Кап являются пассивными цепями, т.