Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Пример. Пусть йп,=1,3 кОм; йм,=50; 2 =л„=2,7 кОм; Я,=Я,= =0,5 кОм. Требуется найти К. Твк каи условие (5.1!1) выполняется, то Ктм — йа7К*= — 2,7/0,5= — 5Д. !31 Необходимая емкость, шунтирующая сопротивление в цепи эмиттера. Чтобы исключить падение напряжения от протекания переменной составляющей тока эмиттера, параллельно эмиттерпому резисторы 1!, включают конденсатор С, (см. рис.
5.48). Конденсатор оправдывает свое назначение, если выполняется условие Коа'СЛэ. '(5.113) Однако это условие не всегда абсолютно необходимо. В самом деле, если 1с, очень мало, то падение переменного напряжения на нем очень мало и конденсатор С, можно не включать, Для определения необходимой шунтирующей емкости С, сравним сопротивления Яа+йыэ и )та+Ьыэ+ (Йяэа+1)Яа, соответственно определяющие входной ток транзистора при бесконечной и конечной емкостях С,.
Чтобы ток во втором случае мало отличался от тока в первом случае, необходимо выполнить условие (11т1э+1) а((йа+йыэ. (5.114) Можно считать, что Яэ=1ээ)оэээС, '(от — нижняя граничная частота усилителя), если емкостное сопротивление в несколько раз меньше сопротивления !са. В результате сложения сопротивлений Йа+Ьы, и 7,=1/)от С, в квадРатУРе вместо неРавенства (5.!14) достаточно выполнить равенство (йт1а+ 1) Хоэ= ()се+01!а)/Зэ откуда Лса= ()за+ йыа)/3 (йяаа+ 1) ° (5.1 Щ При выполнении этого равенства на нижней граничной частота нропускания /„ сопротивление Аа,+л„ увеличивается не более чем,' в )а1 + (1/3)'= 1,06 раза и, следовательно, усиление за счет недо.' статочной емкости С, уменьшится не более чем на 6о4.
Из равенства (5.115) видно, что необходимое значение емко-' сти С, определяется сравнением сопротивления этой емкости на ' нижней граничной частоте с выходным сопротивлением транзисто-'. ра со стороны эмиттера (см. рис. 5.48). В самом деле, правая; часть равенства (5.115) есть не что иное, как 1/3 выходного сопротивления эмиттерного повторителя. Для схемы на рис. 5.48 сопротивления )('„, /41 и /сз образуют, эквивалентное сопротивление генератора ат',=/( )~Р1)~йаз. пример Пусть йнм»~=0,4 кОм н йз1ма~=!00.
Для указанных иа схеме.', рис. 5,48 ))ю )7, и )(з эквивалентное сопротивление генератора )г»=2 кОм. ,' Тогда необходимо, чтобы 1 ))а+йп 1 2000+400 =8 Ом. * 3 й„+1 3 НН Если нижняя граничная частота /,=50 Гц, то конденсатор емкостью С,= -500 мкФ имеет сопротивление Хс.=б,б Ом, т. е. имеет сопротивление меньше расчетного, 5Л5. ВЛИЯНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПИ БАЗЫ В СХЕМЕ С ОБЩЕЙ БАЗОЙ В схеме с ОВ по ряду прачгн в цепи базы может находиться сопротивление ))б. Если в схеме с ОЭ сопротивление )1. увеличивает входное сопротивление на величину (1 +из„))7м то включение сопротивления % в цепь базы в схеме с ОБ должно увеличивать входное сопротивление на величину (1 + й»1»))7».
Следовательно, входное сопротивление усилителя с ОБ равно )»» — йпб+ (1+из!б) ~»б (5,116) Очевидно, что это выражение справедливо лишь при замкнутой коллекторной цепи. При разомкнутой коллекторной цепи коллекторный ток не течет через сопротивление )(», а входная цепь состоит из перехода эмиттер — база н сопротивления )(б. В этом случае входное сопротивление )7 »=г,+))б, где г.— динамическое сопротивление эмиттерного перехода. Как известно, параметр ймб — величина отрицательная, близкая к единице, поэтому )7» мало влияет на входное сопротивление. пример.
Пусть йна 26 Ом; йа~б — 0,98; )7»=300 Ом. В данном случае соа гротивление )7», равное 300 Ом, увеличивает входное сопротивление на (1+из|а)Ъ (1-098)300-6 Ом, т. е. увеличивает незначительно. Подставляя в (5.116) йз,а, выраженное через йм„получаем )(.,=й )7б/(Изм+1). (5.117) Достоинство данного выражения заключается в том, что в него входят только положительные величины. 132 УВЕЛИЧЕНИЕ ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ В некоторых случаях необходимо, чтобы входное сопротивление усилителя было достаточно большим. Рассмотрим и сравним различные спосооы увеличения входного сопротивления. Последовательное включение добавочного сопротивления на входе усилителя. Входное сопротивление усилителя 1рис, 5.49) равно ттэх =тгвх+тсзэз Данный способ очень прост и широко применяется.
Его недостатком является потеря энергии усиливаемого сигнала в добавочном сопротивлении. Включение в цепь эмиттера входного каскада резистора, не шунтяруемого конденсатором, нли применение на входе усилителя эмнттеРиого повтоРителн. В этом случае тсвх=гэыэ+ (гэв!э+ 1)гсээ где А',— сопротивление в цепи эмнттера. Применяя данный способ увеличения входного сопротивления, следует иметь в виду, что реальный усилитель содержит цепи смещения, уменьшающие результирующее входное сопротивление усилителя до величины зх",, =1с, '31»а, где 14„— входное сопротивление усилителя без учета шунтирующего влияния сопротивления в цепи смещения; гса — сопротивление цепи смещения. Уменьшение коллекторного тока в рабочей точке.
Если при коллекторном токе!к=1 мА входное сопротивление равно 1,3кОм, то при токе 1к=0,01 мА входное сопротивление примерно в 100 раз больше. Ввиду трудности стабилизации столь малых токов этот метод применим лишь при использовании кремниевых транзисторов, имеющих малый начальный коллекторный ток. Кроме того, желательно, чтобы транзистор имел малые габаритные размеры эмитера, базы и коллектора. В этом случае при малом коллекторном токе рабочая точка находится ближе к току, соответствующему максимуму коэффициента передачи тока.
Рнс. бх9. Включение дополнительно- го резистора на входе усилителя лля повышения его входного сопротивле- ния Рис. о.бс, Схема усилителя с «привязкой» по переменному току сопротивления смещения йз к змиттсру через емкость С 133 «Привязка» цепи смещения по переменному току к эмиттеру. ' Этот способ иллюстрируется схемой, показанной на рис. 5.50. Нз ' рисунка видно, что сопротивление смещения в цепи базы ттЗ од ним концом подключено к общей точке сопротивлений )11! и ЙЗ и',, одновременно «привязано» по переменному току к змиттеру с помощью достаточно большой емкости С. Так как переменный потенциал эмиттера мало отличается от потенциала базы, через со-, противление Ю течет очень малый переменный ток, равный току, который ответвлялся бы в цепь смещения, когда сопротивление .
между базой и землей равнялось Рз'=)ч12~(1-К). Коэффициент К=(/,((Уб может быть очень близким к единице, Например, при К=0,99 эффективное сопротивление Ю', шунти- ":, рующее вход усилителя, в 100 раз больше сопротивления ттЗ. Взяв ..'"-' Фз=20 кОм, получим при К=0,99 ттз'=2 МОм. Очевидно, что в, этом случае сопротивление тсЗ заметно не уменьшает входное со- З противление усилителя, которое остается равным тс„= й„,+ + (йм,+1))~ю Увеличивая сопротивление в цепи эмнттера, не удается увеличить входное сопротивление усилителя до сколь угодно большого значения. То же относится к эмиттерному повторителю.
Когда .' сопротивление Р, очень велико, входное сопротивление эмиттер- ' ного повторителя определяется сопротивлением запертого коллек- '11 торного перехода и оказывается равным выходному сопротивлению каскада с транзистором, включенным по схеме с ОБ: й„= = 11'1122б зл7. ИИОГОКАсКАднын усилитель Обычно усилитель состоит из нескольких каскадов (рис.
5.51). Общий коэффициент усиления и-каскадного усилителя равен произведению коэффициентов отдельных каскадов, и это справедлиэо как в отношении коэффициента усиления напряжения К=К!К2 Ки, '(5.118) так и в отношении коэффициентов усиления тока и мощности: Кт=К11К22 .
°, К1»1 (5.119) К»=КшК12 ... К»и. (5.120) Полный фазовый сдвиг между напряжениями на входе и выходе многокаскадного усилителя равен сумме фазовых сдвигов, вносимых отдельными каскадами: (5.121) 1р = 1р! + 1р2+ ° ° ° + 1ри Н:з Риб, 5.51. Каскадное включение усилителей 334 Составной транзистор (схема Дарлингтона). Разновидностью последовательного включения каскадов является комбинация из двух вух транзисторов, называемая составным транзистором или ехе;, Дарлингтона (рис.
5.52). Два транзистора, включенных по данной схеме, могут рассматриваться как один транзистор, называемый составным, так как он может иметь, как и обычный транзистор, только три внешних вывода. Составной транзистор имеет следующие )г)параметры! (5.122) '(5. 123) )) )г — )г гга; '(5. 124) '(5. 125) (5.126) (5. 127) (5. 128) (5.129) 22 ) з Таким образом, входное сопротивление каскодной схемы равно выходному сопротивлению схемы с ОЭ, а выходное сопротивление— Рис. 5.52. Составной транзистор (схема Дарлингтона) (ЗВ Основными достоинствами составного транзистора являются высокое входное сопротивление и большой коэффициент передачи тока, недостатком — то, что первый транзистор в схеме Дарлингтона должен работать при очень малом токе эмиттера, так как его эмиттерный ток является базовым током второго транзистора.
Чтобы первый транзистор мог работать при более высоком токе, между базой второго транзистора и его эмнттером включают генератор стабильного тока (см. гл. 10), имеющий малое сопротивление для постоянного тока и очень большое сопротивление для переменного тока. В этом случае большая часть эмнттерного тока первого транзистора является током генератора стабильного тока н почти весь переменный ток эмиттера первого транзистора течет в базу второго транзистора. Каскодная схема. Одной из разновидностей последовательного включения каскадов усилителя является так называемая каснодная схема, в которой в первом каскаде транзистор включен по схеме с ОЭ, а во втором — по схеме с ОБ (рис.
5.53). Для каскодной схемы т)-парн- и метры выражаются через й-пара- 1 метры составляющих ее транзисторов следующим образом: ~~из ")! =т! Па) ()) г2 '))2 = й )2в аа)2в 1 0 (') (2) -т. ~2! 'вг(а )12)б )г 2)а, )и (г) (!) 'в22 = !а22б ' (2) Рис. 5.54. Схема каскодного реаисторпого усилителя !36 выходному сопротивлению схемы с ОБ. Коэффициент усиления тока', такой же, как у схемы с ОЗ, а обХТ7 ратная передача напряжения с вы-: хода на вход схемы практически от- " р 5 53 сутствует. Рис. 5.53. Каскадное вялюче- Принципиальная схема каскод-, ного резнсторного усилителя пока- ',. зана на рис. 5.5!. гго Каскодную схему включения применяют не только в резистор-;, Ю т ных, но н в резонансных усилите-,:;, нгг в„„лях, а также прн использовании сх полевых транзисторов и электрон- '!' 1 ных ламп. Двойной эмиттерный повториСг тель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
