Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 16
Текст из файла (страница 16)
3 10. Выбор режима работы выходвого каскада по входной характеристике Iа = т (Еа) прв Е„= сопх( к по выходным характеркствкам („= ф(Е ) прк (а сопхт в кмпульсе отрвпатель- вой полярвостп яа выходе усвлвтелв ТО П стоянная составляющая тока коллектора (на принимается рави и (! а)уи", а импульс тока — разности (не — / )(оз~~фиииент усиления и,„„ ! Ебе Еб тге ! ГДЕ Яб енн — СООтВЕтСтВУЕт ун енп 3.
Возможна любая полярность импульс о в (рис. 3. ! ! и 3. 12). Выбор рабочего участка производится так же, как в случаях ! и 2. (3.9) р ул у(-луу„" р а Рис. 3.11. Выбор режнма работы иыходного каскада по характеристикам /н ф (Е„) прн Еб = сонм и усилении импульсов обеих полярностей -,(1(х» грр Еур ъ. Рнс 3.! 2. Выбор режима выходного каскада по входной ха. Рактернсгике (б = Ч (Еб) при Е„= сола( н по выходным характеристикам !к — г (е„) при (б= сопбг н усилении импульсов обеих полярностей 71 При одинаковых требованиях к усилению импульсов обеих полярностей рабочая точка выбирается в середине рабочего участка.
При этом для усиления импульсов каждой полярности используется только половина рабочего участка и, следовательно, амплитуда выходных импульсов вдвое меньше, чем в рассмотренных первом и втором случаях. При графическом расчете эмиттерного повторителя (если выходной каскад — эмиттериый повторитель) следует в принципе пользоваться характеристиками эмиттерного тока. Однако учитывая, что ток базы составляет лишь небольшой процент от тока эмиттера, практически допустимо вести расчет, пользуясь характеристиками коллекториого тока. В этом случае графический расчет эмиттерного повторителя при большой амплитуде импульса на его выходе выполняется аналогично расчету каскада с нагрузкой в цепи коллектора. В отличие от каскада с общим эмнттером для эмиттерного повторителя выходному импульсу положительной полярности соответствует высокое положение рабочей точки (см.
рис. 3.9 — 3.10), а при выходном импульсе отрицательной полярности — низкое (см. рис. 3.7 — 3.8). Для схемы эмиттерного повторителя (рнс. З.б,б) можно записать следующие формулы для И и И: )7 =Р,+йф, йв ди ххв+ й, Коэффициент передачи эмиттерного повторителя определяется следующими выражениями: при выходном импульсе положительной полярности К и.„„ и Ывых + ! Ебв Еб вяи 1 при выходном импульсе отрицательной полярности К У и ххвых+! Пб ывх Пбв ! Соответствующие значения У,, ! Ег — Еб,ии ! и ! Еб — Е находятся из графического построения (см.
рис. 3.7 — 3.12). Очевидно, что амплитуда импульса иа входе эмиттерного повторителя при выходном импульсе положительной полярности равна (I„„„+ ~- ! Еби — Еб м ), а при выходном импульсе отрицательной полярности — (),ы, + ! Еб и. — Еби ! При большой амплитуде импульса на входе эмиттерного повторителя и емкостиой нагрузке возможно запирание эмиттерного повторителя во время фронта импульса. Это явление аналогично тому, которое имеет место в катодном повторителе (см. 5 3.2).
Особенности работы эмиттериого повторителя при большом сигнале подробно рассмотрены в работе Б. Н. Файзулаева (40!. Как указывает Б. Н. Файзулаев, запирание эмиттериого повторителя может произойти лишь на той полярности фронта импульса, при которой эмиттерный ток 3. РАСЧЕТ СХЕМЫ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО ТОНУ ' На рис. 3.13 представлена схема стабилизации рабочей точки с отрицательной обратной связью по току (схема эмиттерной стабилизации . еобходимый режим работы транзистора при данном напряжении источника питания н нагрузке в цепи коллектора задается выбором сопротивлений резисторов )с, и Йз в цепи делителя и сопротивления резистора )с, в цепи эмиттера.
Смешение на базе опреде- — Г„ ляется разностью напряжений, действующих на резисторах )с, и )с„причем напряжение на Д, должно быть на величину смещения больше напряжения на резисторе )с,. Коэффициент нестабильности для схемы рис. 3.13 1+ )Тз У й еу з )Тз 1-ае+ ие (3. 10) Рвс. 3.!3. Схема температуриой стабилизации режима травзястора, использу. ююая отрицательную обра- (3.11) тиую связь цо току (схема змяттеряой стабилизация) где )Т, )Те ))ч + ))з ь Наимеяов вида обратиой св еяоваияе схемы следует рассматривать как условное (в отиошеяи и с какого злект о Р й связи): — пря температуркой стабилизации ие имеет зизчеии, рода сяимается выходное яаоряжеяве Указанное отяоситса така, же я к ааямеиоваяяю схем, описываемых в и 4 уменьшается. Если в эмиттерном повторителе используется транзистор со структурой Р.п.Р, то запирание повторителя имеет место при положительном фронте импульса.
В случае транзистора со структурой и-Р-и запирание происходит при отрицательном фронте импульса. При емкостной нагрузке эмиттерного повторителя напряжение импульса на выходе нарастает не сразу. После же прекращения действия импульса на входе эмиттерного повторителя напряжение на его выходе не сразу возвращается к исходному значению (постоянной составляющей). Таким образом, возникает интервал времени, в течение которого между базой и эмиттером имеется значительное напряжение, вызывающее запирание повторителя. При этом характер изменения напряжения на выходе в течение некоторого времени (до открытия эмиттерного повторителя) будет определяться только постоянной времени нагрузки.
С увеличением постоянной времени возрастает затягивание длительности фронта, которое во многих случаях недопустимо. а„— коэффициент усиления по току в схеме с обшей базой ям ( =-„,.„,) Величину Е,„следует рассматривать как входное сопротивление схемы температурной стабилизации рабочей точки.
Сопротивление й„действует параллельно входному сопротивлению транзистора, являясь составляющей общего сопротивления нагрузки предшествующего каскада. Из этого следует целесообразность в ряде случаев выбора возможно больших сопротивлений резисторов !с, и Е„ что, однако, находится в противоречии с требованием температурной стабильности режима работы схемы. Из выражения (3.10) вытекает, что минимальное значение д(„ соответствующее наилучшей стабилизации работы схемы, представляет предел (равный единипе), к которому стремится коэффициент нестабильности при !т, — оо, или при Е„-» О. Наибольшее значение д(, имеет место при К,, =" О.
Оно соответствует наихудшей стабильности и равно 1/(! — а,). При этом следует учесть, что а, близко к единице и, следовательно, в этом случае у,)) 1. Таким образом, реальное значение коэффициента нестабильности лежит в пределах 1<И,< —. ! 1 — а, Практически коэффициент нестабильности у, выбирается более 1,5 — 2 в связи с уменьшением входного сопротивления схемы стабилизации рабочей точки и возрастанием тока делителя, если приближать у, к единице. Достоинством рассчитываемой схемы является возможность использовать сопротивление Ея цепи эмиттера полностью или частично для обратной связи и по переменному току.
При отсутствии необходимости в такой связи гг, шунтируется конденсатором большой емкости аналогично шунтированию резистора в цепи катода лампового каскада. Рекомендуется следующий порядок расчета схемы. 1. Исходя из выбранной рабочей точки на основании входной и выходных статических характеристик определяются Е„„ Еам (и, и 1а„ а также устанавливается допустимое изменение тока коллектора Лу„,.
При выборе Л7и, следует принять во внимание амплитуду усиливаемых импульсов. Для предварительных каскадов в случае малого сигнала Луи, = (0,1 †: 0,2)/им Для выходного каскада и большого сигнала Лl„, =- М „ (Х = 0,1 †: 0,2, см. рис. 3.7 — 3.12), Следует отметить, что выбор максимально допустимой величины ЛК„, позволяет при прочих равных условиях получить наибольшее входное сопротивление схемы температурной стабилизации рабочей точки или в некоторых случаях ограничиться меньшим напряжением источника питания. 2. Задаваясь падением напряжения ЛЕ, на резисторе Е, порядка О,!5 — 0,20 от напряжения источника питания Е„, находим сопротивление резистора ЬЕо о )ко + )бо З.
По заданной максимальной температуре и величине обратного тока коллектора т'„о при ( = 2()' С (указывается в справочнике) определяется изменение тока коллекторного перехода Ы',о = ~'.б ( ек бт — 1), где Л( = (~,» — 2()'. Величину еб о'тбо — 1 (для германиевых транзисторов) можно найти в табл. 3.1. 4. Находим необходимый коэффициент нестабильности ат ко М, = —. Ы„ б.
Определяем входное сопротивление схемы стабилизации )о )оо ()о, )) 1 — тчо (1 — ко) 6. Находим сопротивления резисторов делителя в цепи базы Е'о йо = Р Э Ек — Ебо ()ко + )бо) )бо — Ист )бо Нт Лот )гк = —. И! — дст 7. Находим ток делителя ( Ебо + ((ко + )бо! Йо оч, Когда расчет выполнен, величины )с„и ), следует оценить с точки зрения их приемлемости. Сопротивление )с„ влияет на входное сопротивление каскада, уменьшая его (поэтому в ряде случаев желательно УДовлетвоРить Условию йо„)) 1/йтм), а ток делители („ если он близок к /ко, может существенно увеличить общее потребление энергии усилителем от источника питания.
Если полученные результаты расчета )с„и 7, окажутся неприемлемыми, то следует повторить расчет, выбрав большее сопротивление резистора )со, что, возможно, потребует увеличения напряжения источника питания. Лругой путь — применение иесколькоболеесложнойсхемытемпературной стабилизации, описание и расчет которой приводятся далее. Расчет элементов схемы стабилизации рабочей точки транзистоРа эмиттерного повторителя выполняется так же, как и в случае каскада с общим эмиттером (из порядка расчета исключается только п 2, так как сопротивление резистора йо, полагается известным), В связи с относительно большим сопротивлением нагрузки в цепи эмиттера входное сопротивление схемы стабилизации у эмиттерного ?5 повторителя выше, а коэффициент нестабильности меньше, чем у кас- када с общим эмиттером.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
