Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Повторители напряжения, выполненные на электронной лампе и полевом транзисторе с управляющим р-л-переходом, приведены на рис. 18.5. Так как схемы а) б) Мм » Рис.!а 4. Схема вмюлсрного повторитсля дяя расчета выходного сопротивления 1а) и схема замсгдсння (6). )84 Для расчета выходного сопротивления эмитгерного повторителя нужно в схеме, приведенной на рис. 18.3 б, поменять вход и выход местами. Для этого нужно исключить источник входного напряжения, оставив его внутреннее сопротивление В», а в эмиттерную цепь включить источник тока 1,„, как показано на рис.
18.4 а. Расчет схемы замещения, приведенной на рис. 18.46, приводит к уравнениям г,„=(,+)а=(В+1))а, где ),=Вся, откуда находим Пекция )В. Элскт онныс усилители в) Рвс. )К5. Схема като!!исто повторителя (а), истокового ловторитсля 1а) и схема замстисиия 1в) .;.::;:в!мощения этих элементов имеют много общего, то на рис. 18.5 в приведена толь'!:,'!ко схема замещения исгокового повторителя на полевом транзисторе. Схема заме:..":;Кения для малого сигнала содержит идеальный источник тока, управляемый на,";пряжением и, и нагрузочное сопротивление Я„. Поскольку ток во входной цепи ,:;;:ничтожно мал, источник входного напряжения изображен ненагруженным.
Для схемы замещения, приведенной на рис. 18.5 в, можно записать уравнения ф' . .'",„откуда находим лащх и„„м 1+ЮГ„ 118.11) :;.:-: —. Если выполняется условие БЯ„» 1, то К,=-1 и схема работает как по :;"Я)напряжения. В реальных условиях коэффициент передачи обеих расом 1)'' .:. !' !зем несколько ниже единицы.
Коэффициент передачи будет тем ближе ;::чем'больше крутизна усилительного элемента ~!!::.-': Наиболее качественный повторитель напряжения можно построить ;;."яновнам усилителе, используя схему, изображенную на рис. 18.6 а, Схем '~':;:ням такого повторителя напряжения приведена на рис. 1З.бб. Для эт вжх"':..~ямнцения можно записать уравнения и„„„=Астмам где Ли„=и„„-и„,„, А ,;":;4я)циент усиления ОУ. Из этих уравнений находим коэффициент пер ","':)немы повторителя и„,,„А ! и,„!+А 1+ЪА (18.
12) Учитывая, что коэффициент усиления ОУ много больше единицы, получим ;:;;,:„шт;аченне коэффициента передачи повторителя К„=1 Сравнение рассмотренных схем повторителей напряжения позволяет сделать ~.;;,:,~з)е)б )онше выводы: ' повторители напряжении на биполярных и по можно использовать как при малых„так и при больших агрузке, в том числе в качестве выходных каскадов усил 135 вторитель отренных к единице, на опера- а замещеой схемы — коэфедачи для левых транзисторах значениях тока в н ителей мощности; Раздел 4, Линейные электронные ус;ройства б) а) Мхах Рис.
18 б. Схема повторителя напряжения на олералионном усилителе Ра) и его схема замещения (б) коэффициент передачи повторителей напряжения на транзисторах и электронной лампе всегда меньше единицы; . частотный диапазон повторителей на транзисторах может быть достаточно широким при использовании высокочастотных транзисторов; ° повторители напряжения на ОУ имеют коэффициент передачи, мало отличающийся от единицы; частотный диапазон повторителей напряжения на ОУ определяется его граничной частотой и для широкополосных ОУ не превышает 10 МГц; " ток нагрузки типовых ОУ не превышает 10 ..50мА. Повторители тока. Повторителем тока называют усилитель с коэффициентом передачи по току К,=1.
Такие повторителя, не обеспечивая усиления по току, имеют достаточно высокий коэффициент усиления по напряжению и, следовательно, по мощности, Повторители тока могут быть выполнены на транзисторах, электронных лампах или операционных усилителях. Простейшая схема повторителя гока на биполярном транзисторе приведена на рис. 18.7 а. Эта схема известна также как усилитель с общей базой, или коллекторный повторитель.
Для схемы замещения, приведенной на рис. 18.7 б, можно записать следующие уравнения: 1, = г', + !е = 1, + з'„,хВ = 1, (1 + В)/В, откуда находим, что коэффициент передачи по току; (18, 13) В К,=;-" = Г,—.в=1 (18.! 4) Рис. ) Г.т Схема лоазоризеля тока !а) и его схема замел[ения (б) Пекция 18, Электронные силители ::.,' не превышает единицы и тем ближе к ней, чем больше коэффициент передачи - транзистора по току.
Коэффициент усиления этой схемы по напряжению можно найти, пользуясь выражением (18.13) В 'цчгВп» (18. 15) откуда находим, что (18.16) Таким образом, из выражения (18.16) следует, что большой коэффициент уси,: ' ления по напряжению в схеме с общей базой можно получить только при малом сопротивлении источника сигнала В„. Как видно из схемы, каскад охвачен глубокой отрицательной обратной :,:,":: связью по току, поскольку выходной коллекторный ток полностью протекает 1':э через входную эмиттерную цепь. Благодаря этому повторитель тока по схеме '!:,". с общей базой имеет очень низкое входное сопротивление, практически равное г, Низкоомный вход повторителя тока по схеме с общей базой имеет ряд преимуществ уменьшаются частотные искажения, связанные с входной емкостью каскада; более эффективно используется источник сигнала, который практически работает в режиме короткого замыкания; ° глубокая отрицательная обратная связь приводит к увеличению выходного сопротивления и снижению выходной емкости; ° нейтрализуется паразитная обратная связь через проходную емкость С„,,; ° входной сигнал передается на выход без переворота по фазе.
Схемы повторителей тока на полевом транзисторе и электронной лампе !'-'.:: приведены на рис. 18.8 а и б. Эти схемы известны также как с схемы с общим -':;. затвором и общей сеткой соответственно. Схема замещения повторителя тока на !:" '- полевом транзисторе изображена на рис. 18.8 в. Для этой схемы замещения можно написать уравнения ,:;,, откуда следует, что коэффициент передачи по току равен (18 17) ::,'::,Коэффициент усиления по напряжению можно определить по схеме замещения„ ;': изображенной на рис. 18.8 в. Определив напряжение и,„=и,„+1,й '".:.найдем напряжение между затвором и истоком 118.18) Рггздсз 4.
Линейные элект оиные ст ойства 6) )т в) Рис. )Х.а Схема поиторитсля тока иа лопесом траизасторе 1а), иа:глекьроииой лампе (б) и схема его замсмсиия 1а) Подставив значение тока стока, определим напряжение на нагрузке С18.19) Я Ь,.=и „Ями г ссь-г.й„й' И 5'н, и коэффициент усиления по напряжению и, „Ы, ь+яь и (18.26) Если выполняется условие Я~с>>1, то для коэффициента усиления по напряжению получим упрощенное выражение К'=Рс„тяти. Сравнивая это выражение .: с формулой (18.16), можно сделать вывод, что усиление по напряжению каскада на полевом транзисторе такое же, как и на биполярном.
Однокаскадные усилители напряжения могут быть выполнены как на транзи- -„,'. сторах, так и на электронных лампах или операционных усилителях. Схема простого усилителя на биполярном транзисторе с коллекторной нагрузкой приведена на рис. 18.9 а. Она включает входную цепь, состоящую из сопротивлений Кг, Ль задающих режим работы транзистора по постоянному току и емкости Сп обеспечивающей гальваническую развязку источника входного сигнала и,„. Управляемый источник тока выполнен на биполярном транзисторе Р'Т с кол.
г: векторной нагрузкой К.„а цепь обратной связи включена в эмнттер транзистора и состоит из параллельного включения элементов А, и С, Схема замещения для режима малого сигнала без учета влияния входной цепи приведена па рис. 18.96. Для определения коэффициента усиления каскада воспользуемся вначале схемой Лекция )8. Элект нные усилители б) и» Рис. 1кк Олиокаскалнмй тсолитсль налряжемия на оилолярном «рантнсворс (а) н его схема замегления Лля малого сигнмва (О) откуда найдем коэффициент усиления каскада ви в н л я. и,.
яв (18.21) Следует отметить„что знак минус в формуле (18.21) соответствует изменению ,,",-:" фазы выходного сигнала на 180". Если учесть внутреннее сопротивление эмиттера !" т„, то коэффициент усиления каскада будет определяться формулой Кв Р»,' Из формулы (18.22) следует, что при В,=О коэффициент усиления каскада не будет равен бесконечности, а примет конечное значение, равное К;в,,„= -Я,/гв Так, :::,;:например, для случая, когда г,=25 Ом (что соответствует току эмиттера в 1мА) и ,'-'.";сопротивлении нагрузки )с„= 10кОм получим, что максимальное усиление каскада будет равно К;в, „.— 10'/25=-400 Если в схеме замещения учесть емкость С„, то полное сопротивление эмиттер:''-всй цепи будет иметь комплексное значение (18.22) Вв 1зйлс',.В,в (18.23) ':.:поэтому в соответствии с уравнением (18,21) коэффициент усиления также станет : ..комплексным: Кв= --"(1+/гоСЯ) = -- -'- „(1 +(о)СЯ) е вв'"', ::;;где 19(а)) гл агс18 а)СЛв — — фазовый сдвиг выходного напРЯжениЯ.
(18,24) 189 1; замещения без учета емкости Св и запишем основные уравнения для этой схемы 15 1,=1а+)в, где ),вли„„/Я„„1„м-и„и,/Я,. Полагая, что )вм1„, получим в..' ав, Раас)ел 4. Лннейиые электронные уос ойства При этом на низкой частоте при со 0 сохранится прежнее значение К„, определяемое формулой (18.21). С повышением частоты коэффициент усиления растет и на высокой частоте определяется формулой К,ь„=-усоС,й„при этом фазовый сдвит будет близок к 90'. Существенное изменение в коэффициент усиления вносит входная цепь, упрощенная схема которой приведена на рис. 18.10 а.
Частотная зависимость коэф- и фициента передачи входной цепи определяется формулой (при В, <)с,<М„„) (18.25) В~ .а- д, «.С;,,', =) э. При этом в области низких частот коэффициент передачи входной цепи определяется выражением К„„а=)слС,Я, а в области высоких Ки„„-'-1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
