Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 5
Текст из файла (страница 5)
При этом можно распространить ряд результатов, полученных при исследовании ламповых усилителей, также и на транзисторные усилители. У-параметры являются, очевидно, функциями значений элементов эквивалентной схемы. Однако для определения У-параметров не требуется устанавливать величины всех элементов, представленных в этой схеме. Приводимые далее формулы для расчета транзисторных каскадов и усилительных секций (см. гл. 4 и 5) получены на основе эквивалентной схемы рис.
1.5 и приближенного представления частотных зависимостей У-параметров, выражения которых обоснованы И. Н. Мигулиным 19; 1О!. В импульсных усилителях из возможных трех схем включения биполярного транзистора наиболее часто применяется схема включения с общим эмиттером. Система г'-параметров для схемы с общим эмиттером определяет следующие соотношения межу токами и напряжениями на входе и выходе четырехполюсннка !з = У'м Еь + 1'„Е„, („= Ум Ез+ Г„Е,. (1.10) Эти соотношения справедливы лишь при малых переменных напряжениях па зажимах база — эмиттер и коллектор — эмиттер.
Под малыми обычно понимают такие значения переменных напряжений, увеличение которых на 50% не приводит к изменению параметров более чем иа 10% [81, Практически это соответствует изменениям напрдженнй и токов, которые не превосходят10 — 209( значений их постоянных составляющих. Система малосигнальиых 1'-параметров является системой параметров короткого замыкания„где г'м — входная проводимость триода при коротком замыкании на выходе, 1'„— проводимость обратной связи при коротком замыкании на входе; Ум — проводимость в прямом направлении (комплексная крутизна) при коротком замыкании на выходе; )'з,— выходная проводимость триода при коротком замыкании на входе.
Для схемы включения с общим эмиттером г'-параметры можно легко определить, что является одним из преимуществ этой системы. у — параметры являются комплексными проводимостями, каждая из которых содержит активную и реактивную составляющие. Для низких частот при б2 — 0 указанные параметры сохраняют только активные составляющие Е„, Е12, Ем и д22, которые образуют совокупность четырех низкочастотных параметров.
При этом ~М~а Е11 =— дЕб при Е„ = сопз1, д/б К12 = — при Е, =сопз(, дЕ„ (1. 1! ) 021= —" при Е„=сопз(, д2„ Еб д/2 Им = —" при Еб —— сопз(. дЕ„ С' = С, + С„, а К2+ Кб + 1/~б Для схемы с общим эмиттером малосигиальнне )'-параметры можно представить а виде 19; 101 (с„ 1' 12 1 + /шш у Ип + 1ш2! гб 11 1 + 1шт (1. 12) + (1+ д гб) (шС, 22 а22 1+ . ) Ям 21 1+ (ш2 Зная у'-параметры, можио использовать известные из теории чс™рехполюсников выражения входного и выходного сопротивлений четырехполюсника и его коэффициентов передачи по иапряжеиию, току и мощности. Так, коэффициент передачи по напряжению, входиая и выходная комплексные проводимости четырехполюсиика для схемы включения с общим эмиттером представляются выраже- ниями !9 Для достаточно широкого диапазона частот 1'-параметры биполяриого транзистора с практически хорошим приближением описываются указанными четырьмя низкочастотными параметрами и дополнительно ец(е тремя высокочастотными, т.
е. всего семью параметрами 19; 10). В качестве высокочастотных параметров приняты распределенное сопротивлеиие базы гю емкость база — коллектор С„ и постоянная времени транзистора т. Последний высокочастотный параметр физически представляет постоянную времени со стороны входа транзистора, включенного по схеме собщимэмиттером при закорочениом выходе. В соответствии с этим постоянная времени транзистора ца основании эквивалентной схемы рис. 1.5 определяется величиной произведения С Р', где К=— Ум «'22 + «'м У У Гм«2 11 «'22+ «'м У,„„=ӄ— «м+«м где У, — внутренняя комплексная проводимость источника сигнала; ӄ— комплексная проводимость нагрузки четырехполюсника.
Для схемы включения с общим коллектром справедливы эти же формулы, если зал«енить У-параметры схемы включения с общим эмиттером на аналогичные, соответствующие схеме с общим коллектором. Последние можно выразить через У-параметры схемы с общим эмиттером. При этом У1"1 = — (Уп + У„), (!.14) У'"' = У„+ У„+ У„+ У У11 =Ум, у«м) (у +у ) ««„+ ««„ Уи + У12 + «'21 + «'22+ «'м Как следует из приведенной формулы, числитель и знаменатель правой части представлены суммами проводимостей.
Для удобства расчета в приложении 1 приведена таблица вычисленных средних значений низкочастотных н высокочастотных параметров некоторых типов биполярных транзисторов (с использованием материалов 11О, Зб, 44)), При этом нет необходимости определять требуемые параметры по данным, имеющимся в справочнике. Многие приведенные в гл. 4 и 5 расчетные соотноп«ения получены, в частности, иа основе формул (1.12) и (1.13). На рис.
1,6 показаны примерные входная 1'а= 1р(Еа) н выходные 1„= ф(Ем, 12) статические характеристики биполярного транзис- Преимуществом системы У-параметров является идентичность представленных в этой системе эквивалентных схем биполярного транзистора, лампы и полевого транзистора. Полученные при использовании У-параметров расчетные формулы относительно просты, что обусловлено наличием в усилителе параллельных цепей, проводимость соединения которых определяется простой суммой проводимостей, В частности, формула коэффициента усиления каскада по схеме с общим коллектром, анодом или стоком в системе У- параметров определяется выражением тора, При отсутствии сведений о низкочастотных параметрах, последние с некоторым приближением можно найти, воспользовавшись статическими характеристиками.
Для этого около выбранной рабочей точки в соответствии с выражениями (1.!!) следует осуществить приращение токов и напряжений. В качестве примера на входной Ебг Еа Ег Р Ем Ея Е„ Рис. Кб. Входная и выходные характеристики транансторв для схемы с общим вмиттером характеристике около рабочей точки А выполнено построение, на основании которого легко определяется параметр акты Из построения следует, что б1е йгп = Ь Ео Важно подчеркнуть, что найденные с помощью семейств статических характеристик низкочастотные параметры соответствуют только данной рабочей точке А с координатами I„е и Е„„.
С изменением положения рабочей точки низкочастотные параметры заметно изменяются, причем определяющее влияние оказывает изменение тока коллектора. При отсутствии сведений о транзисторе, его низкочастотные и высокочастотные параметры можно определить экспериментально в соответствии с рекомендациями, изложенными, например, в [1О; 11]. В справочниках по полупроводниковым приборам обычно вместо рассмотренных низкочастотных па- У~ 4. РаМЕТРОВ ГГЫ, Гттт, Гттт, агав ПРИВОДЯТ- г~ ся значения низкочастотных И-па л' раметров для схемы включения с общей базой Иы б, И„„И „и, И,„п либо для схемы включения с общим "б гтаЕт эмиттером И„„И„„И„„И,7 Иногда приводятся величины б б низкочастотных параметров Т-образной схемы (рис.
!.7) замеще- Рис. !.т Т-справная Схема вамвщв О НИКОВОГО тРИОДа Гв И,щ ПОЛунрОВОдНИКОВОГО трИОда В области низких явстот Параметры указанных систем легко пересчитываются в низкочастотные У-параметры с помощью следующих формул, Из сиппемы параметров Т-образной эквивалентной схемы к системе низкочастопибых У-параметров: 22+ 12 (1 бб) й'!! = а' игг = (! . 15) !2+Во !К вг! = а' !2+ 22 вгг = а' где о' = г,гб + г„[г, + гб(1 — о,)1; г,— сопротивление эмиттера; гб — сопротивление базы; г„— сопротивление коллектора; об — коэффициент передачи по току в схеме с обшей базой. Из системы И-параметров для схемы включения с оби(ей базой к системе низкочасл!отных У-пароме!пров: Л21 б ви = Л!1 б Ям = Игм — — (1 — Имб) Л12 б Ли б (1.16) Лг! б в'г! =— Л1! б Л12 б йгг = Игг б + Игг б. Ли б Из системы И-парамел!ров для схемы включения с общим эмиттером к сиспгел2е низкочастотных У-пара,нетров: 1 б Л!1 9 Л 2 (1.17) Лм 2 в"21 = Л„, Л„, к ° = Игг — Иг! Л1! 2 В приведенные формулы перехода подставляется абсолютное значение паРаметРа Иыб.
ПРи этом ДлЯ паРаметРа д!2 также опРеДелЯется его абсолютное значение. ~119 ~229 ~129 ~219 ~129 Ь1М вЂ”вЂ” !+ а91 "119 йы9 = —, ! + "219 (1.18) 219 '2216 ! -!. а„9 Формула (1.18) указывает абсолютное значение параметра Ьма. Используя ее, мои!но привести указанные в справочнике И-параметры транзистора к одной схеме включения и далее по формулам (1.16) перейти к низкочастотным Г-параметрам. Значения высокочастотных параметров га и С„(или С„и произведение гаС9) приводятся в справочниках (см., например, 181).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
