Гоноровский И.С. Основы радиотехники (2-е издание, 1957) (1095421), страница 64
Текст из файла (страница 64)
имеет место усиление по с,г„сигнала саню „ яжснию. мп1„' пределения величины усиления учтем, что напряжение которое необходимо для управления током эмиттера, пдя опре сигнала ес ко разно ее= вгэ г входное сопротивление кристаллического триода между '„хи О Б, а напРЯжеипе на нагРУзочном сопРотивлении Ли точками равно ггн й ги )~н Таким образом, коэффициент усиления напряжения может быль аредстзвлен в виде "н 'и и н (10.83) вс 'э "вх 3'вх зг' ранее указыналось, гто коэффициент и близок к единице.
Обычно э=0,95 †: 0,98, а сопротивление г,„ относительно мало, так хак батарея Е О подключена к левому электроино-дырочному пеэд реходу в прямом направлении. Поэтому усиление напряжения, приблизительно равное отношению сопротивления нагрузки к входному сопротивлению, может быть доведено до весьма большнх аедзчин (порядка тысячи).
Как и ламповый усилитель с общей сеткой (см. 8 10.9), кристаллический усилитель с общей базой не поворачивает фазы усваиваемого колебания. Оледует подчеркнуть, что усиление по напряжению сопровождае ся в кристаллическом триоде также и усилением по мощности. ' еиствительно входная мощность (отдаваемая сигналом) Рвх = вс ' ."~ гэ а выхо и Равна диая мощность, выделяемая в нагрузочном сопротивлении, ! вых = ггн й гн Следовате довательно, коэффициент усиления по мощности равен — ин гн и('и) и и Таким об аз Усиде„„,'„разом Усиление по мощности приблизительно равно, ению по напряжению 42й Рассмотренная в данном параграфе схема с общеи ( „ базой, наиболее удобная для выяснения физичсскон ка„мле"вой) ар ины ления, не является единственно возможной схемон г усического усилителя.
Как и в случае электронной лампы пристал ы, возмо,„ схемы с общим змиттером и с общим коллектором. З н '~бкнм рассматриваются в следующем параргафе. тн схем я 10.12. Эквивалентные схемы и основные соотн „, „„ щения для кристаллических усилителей В случае усиления малых амплитуд, когда полупроводни усилитель можно рассматривать как линейную систему пиковый валентной схеме усилителя удобно применять теорию линей„ ине ных (активных) четырехполюсников.
Для рассмотренной выше схемы с общей базой эквивал „„„ активный четырехполюсннк может быть представлен в изображенной па рис. !0.52. к й) з гб «=4 1«ц~12 к 1« Не и, Рнс. 1О.З2 На этой схеме г„гв и г представляют собой соответствен- но сопротивления эмиттера, базы и коллектора, а дополнительный генератор электродвижущей силы е«=г, 1„введенный в цепь кол- лектора, учитывает усилительное действие кристаллического триода Так как 1«=а1',, то е ° = аг-1, Обозначив (10Я) а г„= г, получим Еб = Г,„э',.
льно х Общие уравнения четырехполюсника (6.67) применител~но схеме и обозначениям рис. 10.52б принимают следующую Ф'РмУ' 1 ( э+ б) 1«+ бэб (10.86) аэ ( б+ Г«э) э«+ (Гб+ Г«) 2« К1 ВЗ Направление эдс г 2' эквивалентного генератора выбра «э ллекторз условия, чтобы посылаемый этим генератором в цепь колл ток был направлен так же, как и ток эмиттера (т. е, в обоих чаях по часовой стрелке). г'.Равиивая у ая ур.ния (10.86) с ур-ниями (667), приходим к выводу "т ' „сопротивление между зажимами Э вЂ” Б (при разомкнучто: входно~ со выходе) Равно том вых д ) (10.87) 11 э+ б опротивление выхода (прн разомкнутом входе) равно ° =-"б+ 2' (1О.
89) сопротивление связи от выхода к входу (при разомкнутом входе) равно: б' (10гйо) То обстоятельство, что сопротивление г„не равно г, является особенностью активного четырехполюсннка, Как отмечалось в 2 6.5, в случае пассивного четырехполюспика всегда выполняется условне э„= г„(теорема взапмпости).
При учете внутреннего сопротивления Я, источника энергии свгнала и нагрузочного сопротивления Л„, получается эквивалентная схема, представленная на рис. 10.53. Применяя закон Кирхгофа к входному и выходному контуРам этой схемы, можно написать следу1онн1е уравнения: е,=(А,+э,+г ) 1', +г 1' (10.91) 'Так как 1' =, то э 1 0=-(,б+,.);,+(, +, +11 );,. (10.92) Совместн вы стное Решение ур-ний (10.9!) и (10.92) дает следующие выражения „ля ~, (э~+ эе+ и„) ((э+э«+ге) (эб+э +и ) эб(эб+э ) (10.93) э, (эб+ "~) э+э«+ "б) Рб+эб+Ц) — эб (эб+эээ) (! О. 94) о явление связи от входа к выходу (при Разомкнутом сопротив; моде) равно вы.
(10.88) ' 426 ткуд егг ее — — гы яг+гп (10.97) ес гвг 12 [яг+ 211) [~~в+ "22) "11' евг (10.9 1') г ее Рес. 1О.Ггв гы ' "21 А =г =гм — — --— г вс (10,98) "12' "и и вес 21 и .г откуда К еу' б Гб Ги + а) иг гб с+~сев Рис. 10Л4 «1 = (ге+ г ) г' + г; ие = г, ге+ (г, + ! .) г' — 2'„1', (!0.99) 22 ==А +>,— — —,— гг ° г„ иг т "и 400 Используя выражения (10.87) — (1О 90), перепишем жения в форме: Р е.01„+ 2. 1 = бя 1. е 1) [ии+ (10 93') На основании этих выражений нетрудно найти формулы для входного н выходного сопротивлений кристаллического усилителя.
Очевидно ес "12' 121 А -!- Г = -. - = Аг+ е г сг г' г 11 я +г. г =г„— -" — "- (10.95) Ав+е„ Далее, учитывая, что в соответствии с эквивалентной схемой рис, 10.53 полная эдс, вводимая в цепь коллектора, может быть найдена из режима холостого хода: где г' = — '-' —, (в режиме разомкнутого выхода), получаем в !41+21+ б Еб+ "и "11 (!0,96) Е2 Е е,.
Нг+ гг+ гб ' Вг+ 211 стречу Знак минус у эдс е, взят потому, что оиа направлена навету выбранному направлению тока г,. 1зазделив найденную здс па ток 12, Определяемый выраже иея а женися (10.94'), находим выходное сопротивление: е, гзг [[Пг+гп) (йе+ вы) — гы' "21 ! В +г в ви» г Я +1!1) ' ггг отрения выра кении (109О) н (10 7) видно !то вход Из Рассм „р тивление кристаллического усилителя зависит от всех панов сопроти Ов эквивалентной схемы кристалла и, кроме того, от на„ го сопРотивлениа )2; выхоДпое сопРотивление, в свою аметров уЗОЧИОГО и! дь, зависит от внУтреннего сопРотивлениа генеРатоРа Я,.
очередь является особенностью кристаллического усилителя, так как ктронном усилителе (работающем без сеточных токов) вход в электр „ од усилителя развязаны (см. з 10.2). С помощью известных нз электротехники законов согласования „енератора, нагрузки н связывающего их четырехполюсника, можпоказать, что оптимальные условия, соответствующие максиалы!Оь!у усилению мощности, получаются при соблюдении следующих равенств: Обратимся к рассмотрению схемы кристаллического усилителя с общим эмиттером (рис.
10.54). При построении эквивалентной схемы, показанной на рис. 10.54б, обозначения оставлены те же, что и на рис. 10.53. Однако по- лярнос!ь Р ость эквивалентного генератора эдс г 1' должна быть изменена, пос в тввление г ( поскольку та часть тока эмиттера, которая обтекает сопротоку эмитт не "и (и равна иг',) в сумме с током 1' должна быть равна б миттера протекающему через сопротивление г„ Рименяя не„и Р ' ения закон Кирхгофа, получаем следующие два урав- Учитывая, что в данной схеме,' —; е Уравн можно привесги к следующему виду: "еяне Мг=(Г Гм)г +(Г- " +Ге)2.. * м б к м к' (10. 100) Полученным уравнениям отвечает эквивалентная сгавлениая иа рис. 10.55. ая схема, ая ма, „ Па этой схеме сопротивление гк — Г в цепи колл К т ллектора з няет сопротивление гк, а дополнительный эквнвалентнь гтиый Гене а эдс г 2' учитывает усилительное дейстние схемы.
Р тор На основании первого уравнения системы (!0.99) и ур-н можно написать следующие выражения для сопротивче~и" УР-нна (10.100 влений эквиз лентного ьетырехполюсннка (см. ур-ние (5.57)): ль м -г, "гг = "л+ г 22 в (10. 101) Ггг ГК Гт + Г Ггг = Г, г Подставляя полученные выра- ЖенИЯ ЛЛИ ггы Ггп тгг И ггг В Вы Рвс. !Оль. ражения (! 0.95) и (10.97), можно найти формулы для входного н выходного сопротивлений схемы с общим эмиттером. При одних и тех же параметрах кристалла выходное сопротивление в схеме с общим эмнттером значительно ниже, чем в схеме с общей базой. Отметим также, что выходное напряжение в рассматриваемом усилителе противоположно по знаку входному, т.
е. в схеме с общим эмнттером имеет место поворот фазы на 180', как н в ламповом усилителе с заземленным (общим) катодом. Схема с об.'цим эмиттером, обеспечивающая при заданном кристалле наиболынее усиление, является одной из наиболее часто применяемых. Упомгшем в заключегше о схеме с общим коллектором. схема является полупроводниковым аналогом лампового катоднош повторителя. В энергетическом отношении полупроводниковые уснл"тел„ класса А мало отлнчшотся от линейных ламповых усилнтелеи' В обоих случаях для обеспечения неискаженного усиления ходится устанавливать относительно большие токи покоя то ые сильно снижают отдачу усилителя.
Однако крупным хосте""ст твои кристаллических усилителей является отсутствие расхода э" Р гии па накал, а также очень большой срок службы кристаллов. Ичжио К основным недостаткам кристаллических усилителей ну сть от отнесли болыпой разброс параметров и сильную их зависимост температурных нзмененийг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
