Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Поделив обе части этого равенства на Уь получим ч~2е ~а=йм (1пгуа) +Йиь Рассматривая левую часть эквивалентной схемы (см. рис.5.42), видим, что при Е.=О ЙмЮ (11г+ Й~ ~) Подставив 1~ в предыдущее выражение, получим 112 =Йси Й~айь~Яг+Й~~) ° '(5.101) Таким образом, выходное сопротивление усилителя зависит не только от Й-параметров транзистора, но и от сопротивления генератора, включенного на входе усилителя. ПримеР. Пусть Йм,=2,5 1О-', Ла«=50; Йд,=з 10 "; Й«,—— 1,3 кОм. Тогда при 1~=0 х,,ж2(116м.) 80 кОм; при Л,=Ь«, 2,~, 50 кОм; при 11,= 2~~,=11а~м=40 кОм, 126 Обычно сопротивленае генератора й, находится в пределах (1 — 10)ьго.
11рн этОм ~ м 1)Я22, Часто выходное сопротивление каскада определяют с учетом опротивления коллекторной нагрузки )т': У,'„,=г,...~ ~гн. И этом случае чаще всего 2,„„>>)т„, поэтому д,„=)1м. Итак, для схемы с ОЭ в большинстве случаев можно считать, что Яох )2 ~га1 йонга 1lйма1 ~ Кг! Ама. Следовательно, )г-параметры при реально применяемых сопротивлениях нагрузки и генератора характеризуют не только транзистор, но и усилительный каскад в целом. 6.13. СХЕМА С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ (ЭМИТТЕРНЪ|И ПОВТОРИТЕЛЬ) На рис.
5.43,а показана схема с ОК. Она называется также эмиттерным повторителем, так как напряжение на эмиттере по полярности совпадает с напряжением на входе и близко к нему по значению. На рис. 5.43,б показана упрощенная схема, справедливая для переменных составляющих токов и напряжений. Эта схема получена в результате применения теоремы Тевенина к схеме, приведенной на рис. 5.43,а. Если сопротивление нагрузки мало и выполняется условие )122.17- | ~1, (5. 102) то от схемы, приведенной на рис. 5.38, можно перейти к упрощенной эквивалентной схеме на рис. 5.44,а.
Рис, БЛЗ. Эмнттерима повторнтелам о — нсхоннан схема; б — схема, преобрааонаннан по Теаеннну / /б к д — ~ л/ту /б / а) б) Рис. 5.44. упрогдениая вививалентная схема трананстора с двумя а-парамет- рами (5. 104) Коэффициент перрдачи напряжения х„ Рз = (гз21э + 1 ) г„ ь11*+ (ам* 21))1, ' (5.105) ': Выходное сопротивление. Ток эмиттера 1э= (эб+1121ээб) = (1+эз21э)эб ° В соответствии со схемой, приведенной иа рис. 5.45, при Е,=О ток базы тб= — (эзэ1'(ттз+г111.). Следовательно, тэ=(Эзк(Лагг+ 1) l(ттг+)211з) . Отсюда выходное сопротивление лгыя= сээи11з= ((тг+1111з)1 (1221з+ 1). '(5.105) Из этого выражения следует, что выходное сопротивление эмиттерного повторителя зависит от сопротивления генератора и мало, когда сопротивление генератора малб по сравнению с Ь„,. Малое выходное сопротивление эмиттерного повторителя является его ценным свойством.
Благодаря малому выходному сопротивлению эмиттериый повторитель эквивалентен генератору напряжения, которое мало изменяется при изменении сопротивления нагрузки (конечно, пока сопротивление нагрузки много больше выходного сопротивления генератора). пример. Пусть 11 +йп.==5 кОм и 52„+1=100. Согласно (5.106) в этом случае выходное сопротивление эмвттерного повторителя равно 50 Ом, Выходное напрянсение почти не изменяется, если к эмиттерному повторителю через переходный конденсатор подклю 1астея СОпРотивленне й = 1 †кОм. Подключение значительно меньшего сопротивления, сравнимого с выходным 126 В этом случае можно пренс. " лээ б — "' э бречь не только ответвлением то., l Ка В ЦЕПЬ, СОДЕРжаЩУЮ йяяз, НО:, и ЭДС генератора п12,(э',.
зз Упрошеиную эквивалентцую схему перерисуем так, как пока-,. зано на рис. 5,44,б. Используем эту схему транзистора для ана-- Рис. 5 45. Упрощенная вквиватент- лиза эмиттерного повторителя,:-' ная схема эмнттериото повторителя эквивалентная схема котороГо С; использованием упрощенной эк-'.' вивалентной схемы транзистора показана на рис. 5.45. Коэффициент передачи тока. В соответствии с эквивалентной' схемой коэффициент передачи тока К1= — зэ/эб= (зб+ г221ээб)гзб=г121э+ 1.
(5.103) У Входное сопротивление. Входное сопротивление равно отноше-', нию входного напряжения к току базы: г,и=и,„(У,= [0„,(,+ (й„,+1) у,г„У.= э йпэ+(02„+1)7„ противлением 50 Ом, вызывает значительное уменьшение выходного напряжеОднако это справедливо лишь до тех пор, пока сохраняется линейный ре- работы. При выходе за пределы линейного режима наступает ограниче„„е амплитуды колебавий нз-за отсечка коллекторного тока или захода колебаний в область насыщения. В этом случае даже подклгочение больших сопротивлении на выходе приводит к значительному уменьшению выходного напряжения вследствие ограничения.
Это легко уяснить из ранее приведенного рис 5,29.а Пусть, например, выбрана рабочая точка М», Опа соотнстствует напряжению источника питания (г = 10 В, напрягкению коллектор — эмрттер Пиэ=2 В, постоянному напряжению на эмиттере относительно земли' яля эмиттерного повторителя (гэ= 10 †2 В и току коллектора )лиз7 мА. Нетрудно убедиться, что показанная на рис. 5.29,а линия переменного сопротивленвя й- (2)7) кОмяе 300 Ом пересекает ось абсцисс в точке 4 В, что дает предельную амплитуду выходного напряжения ()ы=4 — 2=2 В, Если гс- уменьшается в 10 раз, то эта линия идет круче н предельная амплвтуда также уменьшается в !О раз, т. е, падает до 0,2 В.
Отсюда пидна, что есле необходимы достаточно большие амплитуды выходного напряжения, то рабочую точку М, жеяательно смешать вверх и работать не при исходном токе 7 мА, показанном иа рис. 5.29, а, а при значительно большем, О возможности ограничения амплитуды на выходе повторителя иногда забывагот, когда к его выходу подключают малые сопротивления. Например, пусть к эмиттерному повторителю через переходный конденсатор подключен коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, нагруженный на конце из сопротнвлепие, равное волноиому. В этом случае при амплитуде 2 В на нагруз ке 50 Ом (точнее, при )7- =й 1(й =50 Ом) амплитуда тока 1»г=2/50= =4 1О-э А=40 мА. Так как постоянная составляющая эмиттерного тока долж.
иа быть не меньше амплитуды переменной составляющей, то рабочуго точку М, следует сместить вверх, по крайней мере, до 40 мА. При этом постоянное со. противление в цепи эмнттера согласно рис. 529, а й,=(10 — 2)140=02 кОм. Для реальных характеристик транзистора, ограннчеиных снизу током )иэо и слева режимом насыщения, рабочая точка должна быть дополнительно смещена вверх и вправо. Таким образом, эмиттерпый повторитель прн малом сопротивлении генератора и большом сопротивлении нагрузки имеет большое входное сопротивление и малое выходное и коэффициент усиления по напряжению, близкий к единице. 5.14.
ВЛИЯНИЕ НЕЗАШУНТИРОВАННОГО ЕМКОСТЬЮ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕНИ ЭМИТТЕРА В схеме с ОЭ в цепь эмиттера часто включают резистор, имеющий сопротивление )4', для стабилизации режима транзистора по постоянному току. Параллельно резистору обычно включается кон- я„ денсатор. Однако его емкость может быть недостаточной.
В этом гв» случае ее влияние неодинаково для различных частот. Рассмотрим влияние сопротив- из хэ пения в цепи эмиттера на примере ' ич каскада усилителя, схема которого показана на рис. 5.46. В этой схеме сопротивления делителя "а рис. 5,40, схема усилителя сОэ пряжения в цепи базы, задающего с резистором в цепи эмитгера Э Заказ ги 1134 Рис. 547. Зкаиаалентная схема усилителя на рис. 546 исходный режим транзистора, в соответствии с теоремой Тевени-;, на отнесены к источнику сигнала. Используя упрощенную экви-.
валентную схему транзистора, получаем эквивалентную схему ' усилителя, показанную на рис. 5,47. Коэффициент передачи тока. Пользуясь эквивалентной схемой, ' находим К! =1к116 = 1а/1б = 1!2!э1б! 1б = Ья!а. (5.107) Следовательно, коэффициент передачи тока не зависит от со-. противления в цепи эмиттера и равен -1бя„.
Входное сопротивление. По определению Яаа= Уел/1аа. В рас сматриваемом случае С!ел= 1бй!!а — 1ада= 1б)б!!а+1б (!тт!и+ 1) да~ откуда Лаа=Й!!а+ '(Йя!.+1) 2. (5.108) Из данного выражения видно, что незашунтированное сопротивление, включенное в цепи эмиттера, увеличивает входное сопротивление. Хотя коэффициент усиления по току самого транзистора при этом не изменяется, может иметь место значительное уменьшение усиления тока в схеме из-за его ответвления в другие цепи, например в цепи стабилизации напряжения базы, а также в цепь коллекторного сопротивления предыдущего каскада.
Это хорошо видно из рис. 5.48, где переменный коллекторный ток транзистора $'Т1 разветвляется на токи 1!, 1„ 1а н 1„. Ток 1л можно считать постоянным н не зависящим от входного сопротив- Рис. 5.45. К определению емкости Се аза ения транзистора 1аТ2, поэтому при увеличении входного сопротивления (УТ2 его входной ток уменьшается. ((оэффициент передачи напряжения. В соответствии с определением коэффициент передачи напряжения к=и„!и„= (7 ~7 ) (г„1'г„) =к,(г„1г,„), '(5. 109) Так как Л, значительно увеличивается при наличии в цепи эмиттера сопротивления Ям коэффициент усиления напряжения значительно уменьшается по сравнению со случаем, когда Я,=О. Подставляя в (5.109) выражение для Я,„, находим К= — йт~эл, Яапа+.(Лев+1)л !.
Если (дмэ+ 1) Еа» Йэ ~ээ (5.! 10) '(5.111) то К = — Е„/Е,. '(5. 112) Данное выражение показывает, что при выполнении условия '(5.!11) усиление напряжения не зависит от параметров транзистора, а определяется отношением сопротивлений в цепи коллектора и эмиттера.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
