1629382645-b4e04346f8103ace08f21d88eab88aa5 (846433), страница 7
Текст из файла (страница 7)
3.15). В этой схеме резисторы Я, и Л образуют делитель напряжения. Эта схема аналогична схеме смещения с ОЭ ГЛАВА 3 Середина указанного диапазона приходится на 17,5 В, отсюда ~са = 1'сс ~со~с ~с = (Гсс Рса)/1са = (25 В 17,5 В)/5 мА = 1500 Ом. Результаты расчета показаны на рис. 3.15 голубым цветом.
Схема на рис. 3.15 обладает тем достоинством, что она имеет только один источник питания; но это достигается ценой уменьшения размаха выходного напряжения. 1!7 СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 1в = 1с/Ьке = 9 мА/150 = 60 мкА; 1ссв = 1'сс ~в = 1'сс (1'вв + Ък) = 20  — 9,7 В = 10,3 В, Яв = Ч'св/1в = 10 3 В/б0 мкА = 172 кОм. Стабильностью является способность транзисторной схемы поддерживать постоянным ток покоя при изменении условий, влияющих на работу транзистора. Ток покоя коллектора изменяется при изменении 1 „, Ь„и температупы,. ГЛАВА 3 5 — фактор стабильности, учитывающий изменение $' ~1с/~ ~вы и Зр — фактор стабильности, учитывающий изменение Р (Ь ): Яр = д1 ~др.
Фактор стабильности отражает степень изменения 1 из-за изменения условий работы транзистора. Например, Я, показывает, как изменится 1 при изменении только 1, а Л1 — это изменение 1 „. Малые факторы стабильности и незначительные изменения условий работы транзистора соответствуют незначительным изменениям 1, и схема !19 СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 5, = 1 + Ан/Я = 1 + 4000/300 = 14,3. Изменение $» составит 2 мВ/'С 100'С = 200 мВ. З, = -1/Я, = — 1/300. Исходное значение р равно 150 Решение Повышение температуры на 100'С означает, что 1 увеличивается в 2'о - 1000 раз, или от 10 нА до 10 мкА. Следовательно, Л1.
= 10 мкА. глава з уменьшение коэффициента усиления и увеличение мощности рассеяния. Опти- мальным является соотношение )(в = "гя пя/10 которое обычно и находит применение. Пример 3.21 Для схемы эмиттерного повторителя (рис. 3.16) и значений параметров, заданных в примере 3.19, определить Яр. Решение Уравнение (3.10) дает: )сс = (вяв+ !вя+ (1+ гя)(в)'я. Сначала это уравнение используем для определения (с. )в ()сс )ВеУЫВ + (1 + гя)яяз )с = йгя(в = ьгя()сс )гвя)l(Яв + (1 + йгя) )!я1 ~~с ~)!в+ (1 + йгя))1я ьгя)!я) ()гсс )вя1 — = Яр дйг !гв + (1 + "гд вяз Фв + Вя) ()гсс )гвд Яв + )!я1)в (с Рв+ (1 + йгя)яя) )(в+ (1 ! 6гя)Яя "гя(1 + йя~гя!(йя ! )!вН В полученное выражение подставим, согласно условию, параметры, вычисленные в примере 3.19: )с - 1я = 9 мА; Яв = !72 кОм; Яв = 1 кОм.
9 !О ' 9 10 ' 32.10 ' !50(1+ 150000!173000) !50 1,867 Заметим, что в схеме эмиттерного повторителя фактор стабильности больше, чем в схеме с Н-смещением. Следовательно, ЭП менее стабилен. Пример 3.22 Для схемы (пример 3.!9) определить 1 при й = 100; 300. Решение Из примера 3.21 имеем )с йге(!сс ! Вя) сяв + (1 + ~~гд~яэ Для Ьгя = 100 100 19,3 В !930 В 172 000 + 101 000 273 000 Для Ь = 300 300.19,3 В 5790 !72000 ч- 301000 473000 Изменения тока коллектора и тока эмиттера в этой схеме больше, чем в схеме с Н-смещением. Это согласуется с большими значениями Я!ь найденными в примере 3.21.
СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 121 В этой главе были рассмотрены варианты выполнения смещения биполярного плоскостного транзистора в схемах с ОЭ, ОБ и с ОК ~эмиттерный повторитель). Большое внимание было уделено как анализу, так и расчету этих схем. Обсуждалась также стабильность работы схем со смещением. Изучение этой главы необходимо, так как цепи смещения влияют и на коэффициент усиления, и на размах выходного напряжения. Анализ схем на биполярных плоскостных транзисторах для переменной составляющей проводится в гл, 4, ГЛАВА 3 5. ЗасоЬ М111гпап апд НегЬег1 ТапЬ, Ри!ье, 6.
Оопа10 1.. БсЬ111ш1, апд СЬаг1ез Ве1о~е, Е!ес0~дйа1, аий 5ийсЬ|пд У~аве~огть, Мсйгач~- ггощс Сгсшгя, ВЫсгеге апй 1лгедыге4, 2пд НА!1, Хею Уог1с, 1965. ЕЙ6оп, Мсйгаи-Н1!1, 1Чеи Уог1с, 1979. 3.1. Характеристики транзистора (рис. 3.3.1) приведены на,~ис. 2.19. Определить Я и Я~, если ток покоя базы равен 50 мкА, а размах переменного тока на входе равен 30 мкА. 123 СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ асс=20>7 ~/ Вд= 500 кОм Вс=2 кОм 3.11. Для схемы на рис. 3.3.11 определить напряжение на коллекторе, если Ь равен 100; 200; 300. 125 СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ ~„-+2О В 3.21. По характеристикам (рис. 3.3.21) построить линии нагрузки для постоянного и переменного токов, если Г = 28 В, Я = б0 Ом, Яе=100м и1~=5мА.
3.22. Доказать математически, что линия нагрузки для переменного тока транзистора, проходящая через рабочую точку Г., 1, пересечется с осью Гв точке ($'сс — 1сЯе). 3.23. Для схемы на рис. 3.3.23 определить 1 и Рс. !26 глава з 3.30. Рассчитать эмиттерный повторитель !рис. 3.16) таким образом, чтобы 1'В = 7 В. При 1сс = 18 В и ЯВ = 1 кОм определить ЯВ.
Предположить, что 72В — — 99. 3.31. Определить факторы стабильности для схемы на рис. 3.3.13. 3.32. Определить! (рис. 3.3.13), если транзистор заменен другим, имею- щим 72„В = 300. Сравнить ответ с ответом задачи 3.9. 3.33. Для схемы на рис. 3.3.33 определить: а. Ток через ЯВ,. б. Ток через ЯВ2. в. Ток базы транзистора. г. Находится ли транзистор в насыщении при 72„В = 100? д. Как нужно изменить схему, чтобы предотвратить насыщение? УВ = 2В В Я«-2 «Ом Рис. 3,3.33. Анализ усилителей в режиме малОГО сиГнала и кОэффициент усиления пО переменнОму ТОку ГЛАВА 4 работу схемы можно не учитывать, т.е.
считать, что все конденсаторы являются идеальными и для переменной составляющей представляют короткозамкнутую цепь, а для постоянной составляющей — разомкнутую. Практически это справедливо, когда усилитель работает в диапазоне от 1 до 10 кГц.
Влияние емкостей на уменьшение коэффициента усиления рассмотрено в гл. 7 при анализе частотной характеристики. АНАЛИЗ УСИЛИТЕЛЕЙ 129 А„1,„,-коэффициент усиления переменного напряжения транзисторной схемы; отношение напряжения на выходе схемы к напряжению на ее входе. А„п,-коэффициент усиления переменного напряжения транзистора; отношение выходного напряжения к входному на выводах транзистора. Ац,м †коэффицие усиления переменного тока транзисторной схемы. А„„, †коэффицие усиления переменного тока транзистора. Для определения коэффициентов усиления сначала составляется эквивалентная схема усилителя.
В такой схеме все точки, имеющие неизменяемый потенциал по постоянному току, рассматриваются как нулевой потенциал для переменной составляющей. Это справедливо, так как источники постоянного тока обычно обладают большой емкостью, которая для переменного сигнала представляет короткозамкнутую цепь. Таким образом, на рис. 4.1 и источник питания асс, и напряжение на эмиттере !' заземлены или имеют нулевой потенциал по переменной составляющей. Заметим, что точка Е соединена с землей через конденсатор Сз, который имеет большую величину емкости, а источник питания (Р ) обычно запараллелен конденсатором большой емкости. Эквивалентная схема для переменного тока приведена на рис. 4.1, б.
Пример 4.! Элементы схемы на рис. 4.1 имеют следуюшие номиналы: Яв = 100 кОм; Яв! = 20 кОм; Явз = 5 кОм; Яс = 2 кОм. Вольтметром переменного тока были измерены напряжение источника сигнала вв = 2,5 В, напряжение на базе о = 25 мВ и напряжение на коллекторе о. = 2 В относительно земли. Определить коэффициенты усиления по напряжению и току. рещение По этим данным коэффициенты усиления по напряжению определить несложно: Аиа~ ) = о,„„/о.* = !1с/'12 = 2 В/2 5 В = 0 8 А = вс/ов = 2 В/25 1О В = 80. Чтобы вычислить коэффициенты усиления по току, сначала необходимо определить соответствуюшие токи: !',„= (ов — вв)/Яв = (2,5  — 25 мВ)/Я, = 2,475 В/100 кОм = 24,75 мкА, !.
* = ос/Яс = 2 В/2 кОм = 1 мА, Чтобы найти коэффициент усиления транзистора по току, определим ток базы: ВВ1 ВВ2 1„ = 25 мВ/20 кОм = 1,25 мкА, яв!— 1в — — 25 мВ/5 кОм = 5 мкА, В2 !', = 24,75 мкА — 6,25 мкА = 18,5 мкА, Аюп = 1,/1, = 1 мА/18,5 мкА = 54. Это также является и /2;„ или !), транзистора. При измерениях напряжений в схеме, подобной рис. 4.1, в двух точках схемы должны соблюдаться следуюшие условия: переменное напряжение на з 716 ГЛАВА 4 обеих обкладках разделительного конденсатора должно быть одинаковым и переменное напряжение на эмиттере должно быть равным О (величина в несколько милливольт допустима). Если эти условия не выполняются, то либо емкости конденсаторов слишком малы, либо имеются какие-то другие причины. Для анализа транзисторной схемы, такой, как на рис, 4.1, требуется эквивалентная схема.
Транзистор в эквивалентной схеме представляется в виде АНАЛИЗ УСИЛИТЕЛЕЙ 13! ность, и поэтому они называются гибридными. Мы остановимся на рассмотрении Ь-параметров, поскольку с их помощью можно описать характеристики транзисторов, и обычно эти параметры приводятся в технических условиях на приборы. Другие типы параметров рассматриваются в литературе по теории цепей. Эквивалентная схема с /г-параметрами показана на рис. 4.2,в. Она состоит из схемы Тевенина ~резистор Ь,. подключен последовательно к генератору напряжения Ь„о, во входной цепи) и схемы Нортона ~генератор тока Л ~, подключен параллельно проводимости Ь,).
Параметры этой схемы Ь,, Ь„Ь и Ь, используются в основных уравнениях: Г1 Ь$!1 + /1~02 ~4.1) АНАЛИЗ УСИЛИТЕЛЕЙ 133 Имеем два уравнения с тремя неизвестными: ~',, ~' и г . Внешний 20-Ом резистор, однако, задает соотношение между о и ~ таким образом, что г, = — 20~,. После подстановки уравнения можно записать в виде: 10 В = 3,75~, + 0,25г2, — 0,05о2 = — 0,251, + 0,1г2 или 10 В = 3,75~, + 0,25г2, 0 = — 0,25ю, + 0,15г .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
