Главная » Просмотр файлов » 1629216643-4191d351b78f7037da79c6d0fc355cfb

1629216643-4191d351b78f7037da79c6d0fc355cfb (845978), страница 4

Файл №845978 1629216643-4191d351b78f7037da79c6d0fc355cfb (Базовые каскады электронных схем) 4 страница1629216643-4191d351b78f7037da79c6d0fc355cfb (845978) страница 42021-08-17СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Таким образом, каскад ОЭ обладает максимальным усилением по току при Rн → 0 и Rг → ∞ и равенК i макс = β .Выходное сопротивление можно найти, определив, как изменяется напряжение на нагрузке при изменении ее сопротивленияΔU ни неизменном входном сигнале.

Или какRвых = −Δ IнRвых =U хх.I кзВрезультате= Rк || rк∗ (1 + β γ б ) , где γ б =можнополучить,чтоRвых =rэ. Для простых расчетовrэ + rб + Rбгможно считать, что Rвых = Rк , так как rк∗ (1 + β γ б ) обычно многобольше Rк .(U н I н ):Коэффициент усиления по мощности K p =(U г I вх )K p = KuIнII= Ku Ki г = K u Ki г = Ku KiI вхI вхIб⎛ Rвх ⎞⎜⎜1 +⎟.Rг ⎟⎠⎝Таким образом,К p = ( β γ ∗к )2RбRкRкн.⋅⋅Rг + Rб Rк + Rн Rбг + Rвх25В случае Rг << Rб , Rвх коэффициент К p максимален:К p = ( β γ∗к ) 2RкнRк.⋅Rвх Rк + RнИз последнего соотношения можно найти, что при Rн = Rк имеетсяR1максимум К p ≅ ( β γ∗к )2 к .Rвх4Таким образом, входные параметры транзистора зависят от нагрузки, а выходные — от внутреннего сопротивления источникасигнала.Каскад с общим коллектором (ОК) (см.

рис. 1.4) — эмиттерный повторитель (ЭП). Из эквивалентной схемы ЭП(рис. 1.18) видно, что коллектор соединен с общей шиной, поэтомуЭП является схемой с общим коллектором (ОК).Рис. 1.18Входное сопротивление ЭП рассчитывается так же, как и Rвхсхемы ОЭ. Входное сопротивление можно найти заменой в Rвхдля схемы ОЭ сопротивления rэ на rэ + Rэ || Rн . Для ЭП Rкн = 0 иrк∗ = 1. В результате получаемRвх. т = rб + (1 + β) (rэ + Rэ || Rн ) .Входное сопротивление ЭП, как правило, значительно больше Rвхкаскада ОЭ.26Uн. НапряжениеUгна нагрузке U н = iэ Rэ || Rн = (iб + β iб ) Rэн .

Ток базы iб — это частьUг:входного тока iвх =Rг + RвхКоэффициент усиления по напряжению Ku =iб =UгRб⋅.Rг + Rвх Rб + Rвх.тТаким образом,Кu =(1 + β) RэнRб⋅=Rб + Rвх. т Rг + Rвх(1 + β) Rэн.⎛ Rг ⎞⎟⎟Rг + Rвх. т ⎜⎜1 +⎝ Rб ⎠Сравнивая числитель и знаменатель, можно заключить, что К u всегда меньше единицы. При Rг << Rб получаем:Кu ≅(1 + β) Rэн.Rг + Rвх. тВыходное сопротивление.

Представим напряжение на нагрузке ввиде:U н = Кu U г ≅ U гRэн(1 + β) Rэн= Uг.R +rRг + Rвх. тRэн + rэ + г б1+ βПоследнее выражение можно интерпретировать графически в видеэквивалентной схемы с источником ЭДС U г и сопротивлениямиr + RгRэн = Rэ || Rн и Rвых. т = rэ б1+ β(рис. 1.19). По отношению к нагрузке Rн сопротивления Rэ иRвых. т параллельны. Поэтому вы27Рис. 1.19ходное сопротивление каскада Rвых = Rэ || Rвых. т . В большинствеR +rслучаев Rвых. т << Rэ и Rвых ≅ rэ + г б .1+ βКаскад с общим истоком (ОИ) (см.

рис. 1.5). Эквивалентнаясхема каскада представлена на рис. 1.20. Рассчитаем основные параметры каскада.Рис. 1.20Входное сопротивление. Из эквивалентной схемы следует, чтоRвх = Rз || rзи , где rзи — сопротивление перехода затвор–исток.Обычно rзи >> Rз , поэтому Rвх ≅ Rз .Выходное сопротивление находится непосредственно из эквивалентной схемы Rвых = Rс || ri . Как правило, внутреннее сопротивление транзистора ri >> Rс , поэтому Rвых ≅ Rс .Коэффициент усиления по напряжению. Напряжение на нагрузкеU н = I с Rн || ri || Rс = S U зи Rн || ri || Rc = U гRвхS Rн || ri || Rc .Rвх + RгТаким образом,Ku =UнRвхS Rн || Ri || Rc .=U г Rвх + RгПри Rвх >> Rг и ri >> Rн || Rс ≡ RснK u = S Rcн .28Каскад с общим стоком (ОС) (см.

рис. 1.6) — истоковый повторитель (ИП). Рассчитаем основные параметры ИП, не прибегаяк эквивалентной схеме.Ток стока I c = S U зи = S (U з − I с Rин ) , где Rин = Rн || ( Rи1 + Rи2 )S UзRвх, где U з = U г.или I c =1 + S RинRвх + RгВходной ток определим без учета тока затвора I з :I вх =где γ =11 ⎛Uз −UAS U з Rин⎜⎜U з −(U з − I с R ин γ ) ==1 + S RинRзRзRз ⎝⎞γ ⎟⎟ ,⎠Rи2.Rи1 + Rи2U вхнайдем, подставив соответI вх= Uз :Входное сопротивление Rвх =ствующие значения I вх и U вхRвх =Rз (1 + S Rин ).1 + S Rин (1 − γ )Если γ = 1, то Rвх = Rз (1 + S Rин ) . Если γ = 0 , то Rвх = Rз , равновходному сопротивлению каскада ОИ.Коэффициент усиления по напряжению. Из схемы каскада находим, что напряжение на нагрузкеU н = I c Rин =где напряжение на затворе U з =S UзRин ,1 + S RинU г Rвх.

Таким образом, коэффиRвх + Rгциент усиленияKu =RвхS Rин.⋅Rвх + Rг 1 + S RинОн всегда меньше единицы. Каскад называется истоковым повторителем, так как при Rвх >> Rг и S Rин >> 1 K u ≅ 1.29Выходное сопротивление найдем так же, как Rвых эмиттерногоповторителя. Напряжение на нагрузке1RинS RинU н = Ku U г ≅Uг = S Uг S.11 + S Rин+ RинSПоследнее выражение можнографически интерпретировать,как источник тока S U г , нагруженный на параллельное соединение сопротивлений Rин =Рис. 1.211= Rи || Rн и(рис.

1.21). СоSпротивление нагрузки Rн параллельно двум сопротивлениям Rи и11. Следовательно, Rвых = Rн || . Обычно S Rи >> 1 (в противномSS1случае K u далек от единицы), поэтому Rвых ≅ .S1.5. Переходные и частотные характеристики каскадовПереходные и частотные характеристики являются показателями линейных искажений, вносимых усилителем, при передаче импульсных и гармонических сигналов. Длительность фронта переходной характеристики или верхняя граничная частота амплитудно-частотной характеристики характеризуют быстродействиеусилителя.Искажения в области высших и низших частот (фронт и спадплоской вершины импульса) обусловлены разными причинами.Поэтому их анализ проводится отдельно, что существенно упрощает расчеты.Область малых времен (высших частот).

Причинами искажений в области малых времен (высших частот) являются инерционность транзисторов, емкости p–n переходов и емкость нагрузки.Эквивалентная схема для высших частот получается из эквива30лентной схемы для средних частот путем ряда изменений. Для каскада ОЭ изменения сводятся к следующему. Коэффициент переβ,дачи тока базы представляется в операторном виде β ( p ) =1 + p τβгде τβ — постоянная времени.

Параллельно сопротивлению нагрузки Rн включается емкость нагрузки Cн . Генератор токаβ ( p ) iб шунтируется емкостью [1 + β ( p)] Cк , где Cк — емкостьколлекторного перехода. Сопротивление rк∗ заменяется на инерциrконное (частотно-зависимое) сопротивление. Сопро1 + β ( p)тивления конденсаторов C1, С2, Cэ (как и на средних частотах)считаются равными нулю.Если формула коэффициента усиления для средних частот известна, то нет необходимости составлять отдельную эквивалентную схему. Достаточно произвести в формуле указанные выше замены. В результате, после ряда преобразований коэффициент усиления приводится к видуKu,Ku ( p) =1 + p τэквгде K u — коэффициент усиления на средних частотах;τэкв =τβ + (1 + β) Cк Rкн + Сн Rкн1 + β γ ∗к γ б—постоянная времени коэффициента усиления.Переходный процесс на выходе усилителя (в операторной форме U вых ( p) = K u ( p ) U г ( p ) ) аналогичен переходному процессу вконденсаторе интегрирующей цепи.

При подаче на вход усилителяимпульса время нарастания фронта tн = 2,2 τэкв . Чем меньше постоянная времени τэкв , тем короче фронт и выше быстродействиеусилителя.При низкоомном источнике сигнала, когда Rг → 0 , τэкв имеетнаименьшее значение:31τэкв ≈τβ + (1 + β) Cк Rкн + Cн Rкн1+ β.При высокоомном источнике сигнала, когда Rг → ∞ , τэкв максимальна: τэкв ≈ τβ + (1 + β) Cк Rкн + Cн Rкн .Частотные характеристики каскада получаются заменой оператора p в выражении K u ( p ) на оператор j ω = 2π j f .

Зависимостьмодуля и аргумента вектора K u ( j ω) от частоты являются соответственно амплитудно-частотной и фазочастотной характеристиками:Ku ( f ) =Ku⎛ f ⎞1 + ⎜⎜ ⎟⎟⎝ fв ⎠2,⎛ f ⎞ϕ ( f ) = − arctg ⎜⎜ ⎟⎟ ,⎝ fв ⎠ωв1=— верхняя граничная частота.2π 2π τэквОбласть больших времен (низших частот). Линейные искажения в области больших времен (низших частот) обусловленыразделительными конденсаторами С1, С2 и блокирующим конденсатором Сэ для схемы ОЭ (или Си для схемы ОИ). С уменьшением частоты возрастают сопротивления конденсаторов, что приводит к уменьшению коэффициентов усиления и появлению спадаплоской вершины при передаче импульсов. Усилитель проектируектся с расчетом на минимальный уровень искажений.

В этом случае можно воспользоваться принципом суперпозиции и рассматривать влияние на искажения каждого из конденсаторов отдельно.Влияние разделительного конденсатора С1 рассчитывается спомощью эквивалентной схемы, показанной на рис. 1.22. Напряжение, подаваемое на базу транзистора, равногде f в =U б ( p) =U г ( p ) Rвх.1Rвх + Rг +p C1Это напряжение усиливается без искажений. Поэтому выходноенапряжение можно представить в следующей форме:32U вых ( p ) = U б ( p) K u=Rг = 0=U г ( p) Ku p τ1,1 + p τ1где τ1 = C1 ( Rвх + Rг ) — постояннаявремени. Переходя к оригиналу,находим, что выходное напряжениеменяется по экспоненциальномузаконуРис. 1.22⎛ t ⎞U вых (t ) = U вых exp ⎜⎜ − ⎟⎟ ,⎝ τ1 ⎠где U вых = U г K u — напряжение, рассчитанное для средних частот.При малом уровне искажений (когда t << τ1 ) экспоненту можноразложить в ряд⎛t ⎞U вых (t ) ≈ U вых ⎜⎜1 − ⎟⎟ .⎝ τ1 ⎠Тогда относительный спад плоской вершины импульса δ1 =tиτ1( tи — длительность импульса).Влияние разделительного конденсатора С2 находится заменой вэквивалентной схеме рис.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
2,07 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6390
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее