Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 55
Текст из файла (страница 55)
124. КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНОГО РЕЗОНАНСНОГО УСИЛИТЕЛЯ Схемы, приведенные на рис. 12.2, позволяют найти коэффициент усиления транзисторного резонансного усилителя. По-прежнему предполагая, что равенство (12.6) выполнено, получаем К,= С..21и,„,=0,5А„К..УК...Д.., '(12.23) где йн1н~ 11+ (соо1ын)т)-ов (!2.24) — коэффициент передачи напряжения от базы б до внутренней базовой точки б1, а ыо=1/гн1нСо (12.25) — частота, при которой реактивное сопротивление емкости Со равно сопротивлению гюо. Емкость (12.26) Со = Са + О, 5Жам х ~ К на Сн является динамической емкостью между точками б! и з. В первом приближении можно считать, что С, -"С„в результате приходим к схеме, показанной на рис.
12.5. Выражение (12.24) можно получить на основании эквивалентной схемы транзистора, приведенной на рис. 5.35, или из схемы, изображенной на рис. 12.5, если пренебречь величиной гном что допустимо при резонансной частоте (о, большей предельной частоты Рнс 125. Входная настьвнвивадентноя схемы транзистора 272 Считая, что СО--С„получаем '"-~" "—;"' ~,' ~И" — "" ( —,' 1'1 (12. 28) Параллельно входному сопротивлению включена входная ем- кость Овв О,!б;- — ","(!" )'] (12.29) В предельных случаях, при очень низкой и очень высокой частотах, А'вх! О-о=йббв, бввх1х =!616 (12.30) (12.31) Выходное сопротивление транзистора и его выходную емкость можно определить из следующих выражений: 1 ! (12.32) 1+ (О!ОС (Гббб+Я1) где Й вЂ” сопротивление источника сигнала во входной цепи данного каскада.
Предполагая, что генератором является предыдущий каскад, аналогичный рассматриваемому, можно показать, что (4=)7 (2/К „-1)-', (12.34) где !ㄠ— входное сопротивление транзистора, определенное по формуле (12.27) или (!2,28). В предельном случае — при очень высоких частотах, близких к граничной частоте 1бр, — вторым членом в выражении (12,32) можно пренебречь, что дает )Звых= (бзвббСх) (12.35) Подставляя в (12.23) предельные значения входного '(!2.31) и выходного (12.35) сопротивлений и предельное значение коэффициента передачи от базы б к точке б1, асимптотически равное согласно (12.24) величине й616 = (46ОГ616СО) б (12.35) (! 2.33) 16 Звквв и» 1!64 2?3 162„в схеме с ОЭ. Пользуясь схемой на рис.
12.5, можно показать (14], что входное сопротивление л2 2 ~!!в ! !ОООСОГО16) Г316 '(12.27) Ьбы+ !ыОСОГби) ОГеб получаем предельное значение коэффициента усиления резонанс- ного усилителя (12.37) Ко шах К««(!шах/гэ), где Ььах= /«э . г"! 8п гм«С, (12.38) — максимальная частота генерации транзистора. Данное выражение справедливо для частот, близких к /ш,х.
Для частот в несколько раз ниже максимальной частоты генерации (или частоты /«э) оно дает завышенное значение коэффициента усиления, но им удобно пользоваться для ориентировочных расчетов и, в частности, при выборе транзистора для резонансного усилителя. Из этого выражения, например, хорошо видно, что при К„„=0,25 необходимо, чтобы резонансная частота /о была на порядок меньше максимальной частоты генерации или частоты /,и. Только в этом случае можно получить коэффициент усиления, равный нескольким единицам. Пример. Определим коэффициент усиленна резонансного усилителя на частоте /э=-30 МГц. Возьмем транзистор типа КТ355А с параметрами; /,т =1,5 ГГц; С«=2 пф; та~«а 30 Ом, Для тока коллектора 1«=3 мА 5=/к/у(Г =80 мА/В, так как полагаем 7=1,5; (I =25 мВ.
Определяем максимальную частоту генерации транзистора ч l 1 /«а ч Г 1,5 10« вп г.„с. 1Р' 8 .30 2 !О- для коэффициента передачи контура К .,=0,25 по формуле (12.37) находим Каш««=К««(/шв«//э) =025(1,5 10'/3 10') — 12. Г!о формуле (12.22) находим максимально возможный коэффициент усиления при коэффициенте устойчивости к„=0,9 5 г' 2.0,9 0,1.80.10 з гоаС э Р 628'3 1Ог 2,10-~з Итак, при заданном шунтировании контуров входным п выходным сопротивлениями транзистора можно иметь коэффициент усиления 12, однако при заданном коэффициенте устойчивости 0,9 максимальный коэффициент усиления равен 6, Ориентируемся на последнее значение коэффициента усиления и повышаем устойчивость, уменьшая связь с контурами, взяв К,=0,25/2=0,125.
125. РЕЗОНАНСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ Как отмечалось, полевые транзисторы, как и бнполярные, можно применять в резонансных усилителях. Однако их применение в схеме с общим истоком встречает трудности из-за сравнительно малого отношения крутизны к проходной емкости. При крутизне, измеряемой единицами миллиампер на вольт, проходная емкость 274 лю ма га»а Рис.
12.6. Схема резонансного усилителя на полевом транзисторе с двумя изолированными затворами полевых транзисторов с управляющим переходом и изолированным затвором в лучшем случае близка к 1 пФ. Для резонансных усилителей по значению проходной емкости наиболее подходят полевые транзисторы с двумя изолированными затворами, например транзисторы КП350А, Б, В, имеющие проходную емкость С„ив - 0,03 — 0,07 пФ и крутизну 3,0 — 4,8 мА/В. Схема резонансного усилителя на полевом транзисторе с двумя затворами показана на рис. 12.6.
Пример. Определим максимально возможный коэффициент усиления резонансного усилителя на частоте /, 30 МГц на полевом транзисторе КПЗЗОВ, имеюшем два затвора, Его параметры 8=4,! мА/В и С„р -— 0,07 пф, В предыдущем примере для транзистора КТЗ55А 5/С я=80/2=40. Для транзистора КПЗЗОВ отношение 5/С„э=4,!/007 58. Так как устойчивый коэффициент усиления пропорционален квадратному корню нз отношения нрутизны к проходной емкости, то устойчивый коэффициент усиления транзистора КПЗЗОВ в 758/40=1,2 раза выше. Следовательно, Кз а=6.1,2=7,2. Из данного примера видно, что полевой транзистор с двумя затворами обес печивает несколько большее устойчивое усиление по сравнению с одним из лучших биполярных транзисторов. Однако мы сравнивали эти транзисторы при неодинаковых потребляемык токах коллектора и стока.
Ток коллектора /п=з мА, а стока /с= 10 мА. Если коллекторный ток увеличить до !О мА, что допустимо для транзистора КТЗ55А, то его нрутизна увеличится более чем а 3 раза, а коэффициент устойчивого усиления — н ТЗ раз. Конечно, следует также сравнивать транзисторы по шунтированию колебательных контуров, коэффициенту шума, сложности схем подключения контуров и стабилизации режима по постоянному току, 12.6. ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ Полосовым усилителем называется усилитель с амплитудно- частотной характеристикой, близкой к прямоугольной. На рис.12,7 изображены амплитудно-частотная характеристика реального полосового усилителя и идеализированная прямоугольная амплитудно-частотная характеристика. Полосовые усилители чаще всего работают на фиксированных частотах и не перестраиваются. Обычно они имеют один или два колебательных контура в каждом каскаде.
Применяются также фильтры сосредоточенной избирательности. Они состоят из трех- 18ч 275 1ю ят Рис. !2.7, Амплитудно-частотная характеристика полосового усилителя четырех связанных колебательных контуров, которые ставятся на входе усилителя промежуточной частоты и в основном формируют его амплитудно-частотную характеристику. В качестве фильтров сосредоточенной избирательности широко применяются пьезоэлектрические и ультразвуковые фильтры, В них благодаря прямому и обратному пьезоэлектрическому эффекту или явлению магнитострикции амплитудно-частотная характеристика формируется в системе из нескольких механических резонаторов. Приближение амплитудно-частотной характеристики реального полосового усилителя к прямоугольной оценивается коэффициентом прямоугольности.
Кв = ~4о,т(Ыол Для обычного резонансного усилителя коэффициент прямоугольности увеличивается с ростом числа каскадов, но не может быть больше 0,39, где 0,39 — коэффициент прямоугольности колоколообразной кривой. Более высокий коэффициент прямоугольности дает применение связанных контуров или пар симметрично расстроенных контуров. Так, коэффициент усиления одного каскада полосового усилителя при одном настроенном контуре равен Ко= — 5й.и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
