promel (967628), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Для определения к о э ф ф и ц и е н т а у с и л е и н я каска п о т о к у Кг =: 1,11„» выразим ток 1в через 1»ю С этой целью и чало определим ток 1б через 1„,: Подставив в (2.24) соотношение (2. 23), находим и з )«и ~г'т + й«« (2.25) К е, а) рис, 2.Х Схема усилительного каскада ОК (а) и его схема замещения а ~ризичесних параметрах (б) циент усиления по напряжению возрастает с уменьшением внутреннего сопротивления источника сигнала. Коэффициент Ки в схеме ОЭ составляет 20 — 100.
Усилительный каскад ОЭ осигцествляепг поворот пс фазе на 180' выходного напряжения относительно входного. Для иллюстрации этого положения предположим, что напряжение иа„имеющее положительную полярность, увеличивается (или воздействует, например, положительная полуволпа входного напряжения; рис. 2.4). Повышение напряжения и, уменьшает ток базы и соответственно ток коллектора транзистора.
Г!адеиие напряжения на резисторе )Гн уменьшается, что вызывает увеличение напряжения отрицательной полярности на коллекторе (или появление на выходе каскада отри- нательной полуволны напряжения). Инверсия фазы выходного наи я Р~жения в каскаде ОЭ иногда учитывается знаком « — » в выражениях Ки Коэффи ци е нт усиления по мощности Кл = =Р»м,))оех = КпКг в схеме ОЭ составляет (0,2 —: 5) !0з. носи В ы х о д н о е с о п р о т и в л е н и е каскада рассчитывают отосительно его выходных зажимов: )т,м„=)«и й г„,м.
(2.26) Поскольку гжм » )е,и выходное сопротивление каскада ОЭ определяется величиной )ра, В соответствии с выражением (2.25) можно заключить, что коэфицие н нт усиления каскада по напряжению тем больше, чем выше кои, иент )) транзистора и сопротивление выходной цепи каскада по ср „авнению с сопротивлением входной цепи. В частности, коэффи- усилительный каскад Оц (эмиттерный повторитель) Схему рис.
2.7, а называют каскадом ОК, потому что колле ный вывод транзистора по переменному току является общим эл родом для входной и выходной цепей каскада. Эмиттерным понто телем схему называют вследствие того, что ее выходное напряже снимаемое с эмиттера транзистора, близко по величине входи напряжению (и„= и„+ ие,ж и„) и совпадает с ним по фаз Резистор Й, в схеме выполняет ту же функцию, что и резне И„в схеме ОЭ, — создание изменяющегося напряжения в выход цепи за счет протекания в ней тока, управляемого по цепи ба Функция конденсатора С», сводится к передаче в нагрузку пер ной составляющей выходйого сигнала. Резисторы )7ь 1гв предназ чены для задания режима покоя каскада. Для повышения вход сопротивления резистор )7» в схему часто не вводят.
Расчет кас по постоянному току проводят по аналогии со схемой ОЭ. Рассмотрим параметры каскада ОК по переменному току. С э целью представим каскад его схемой замещения (рис. 2.7, б) и с лаем выкладки, подобные выполненным для схемы ОЭ. В х о д н о е с о п р о т и в л е н и е каскада ОК определя ся параллельно соединенными сопротивлениями Яь Дв и сопрот лением входной цепи транзистора г„: Йв„Й1 1~ гв 1~ Гвв ' При определении г„выразим напряжение ()„через ток !е:. (' вв 76 (гб + ( + г) (гв +)~в !! Йв)1 и поделим напряжение ()„на ток 7е: г,„=- г» + (1 + г)(г, +Йд! К„). (2.
В отличие от выражения (2.18) здесь сопротивление г, для сх ОК входит в сумме с )7, !! !гв, в связи с чем сопротивление вход цепи транзистора г„и входное сопротивление Я„каскада ОК б ше, чем в схеме ОЭ. Поскольку г, обычно много меньше Д, !~ Я ге меньше второго слагаемого правой части выражения (2.27), входного сопротивления эмиттерного повторителя можно записа )7»в Рв !~ )~в !~ !(! + и) ()"в !! )»в)!. (2' При выборе высокоомного входного делителя входное сопро: .ление каскада получается достаточно большым. Так, при (3 = 5' Р, !! )ге =1 кОм И„„= 51 кОм.
Однако при повышенных вход сопротивлениях нельзя пренебрегать сопротивлением г„,м, шу рующим входную цепь каскада (рис. 2.7, б). В этом случае более ное выражение для входного сопротивления каскада имеет вид. Р„„=)7, !~ Ив!! ((1+1)()7в!!)7)) !! г„„, (2.
Высокое входное сопротивление является одним из важней преимуществ каскада ОК. 100 ноуч (2' ! 9) получас ххх (2,31) ле "" по ток ~'=(!+~) — ' р ~ р "хх о (2. 32) т. е. ои также зависит от соотношений Рхх и г„, Рх и Их. хх предположении хх„хж г„, имеем (1 ! 3) ~х ~ и (2,33) 'хх Согласно выражениям (2.32) и (2.33! каскад ОК обеспечивает усиление по току. При Я, = !г„и одинаковых значениях Яв коэффициенты усиления по току в схемах ОК и ОЭ примерно одинаковы.
Коэффициент усиления по напряжению Ко рассчитывают по формуле (2.24). При подстановке в нее Ке (2.33) имеем Ко т(1 + Р) (2. 34) ~хг ! тххх )(ля опенки коэффициента Ко примем )ххх » Р„а величину определим приближенно по (2.28): И, ж (! + (1)(д, (~ я,). При этом Ко 1 Точный расчет дает Кп«- 1 и в пределе Ко стремится к единице Это свойство каскада ОК используют, когда необходимо повысить мощность сигнала при сохранении величины его напряжения. ПосколькуКо-1, коэффициент усиления по моще т и Кг близок по величине к Кг оыходное сопротивление Я„хх каскада ОК, предавляющее собой сопротивление схемы со стороны эмиттера 2 7, б), определяется из соотношения 1 1- Р испол ыходное сопротивление каскада мало (10 — 50 Ом).
Это свойство зепи ~льзуют, когда необходимо решшпь задачу согласования выходной каска " усилителя с низкоомным сопротивлениелх нагрузки. При этом кад ОК применяют в качестве выходного каскада усилителя. 101 акое вх днов сопротивление требуется в случае применения касестве согласующего звена при работе от источника входно,ла, обладающего высоким внутренним сопротивлением. ада в ьачес е приемы, что и для схемы ОЭ, используем при определении Те же ффициеита усиления по току Кг Соотношение (2 13 денс "ой) действительно также для схемы ОК.
Поскольку ток 7„здесь является ражение (2 2 (1+Р) ~ (2. 30) рв Усилительный каскад ОВ Схема каскада ОБ приведена на рис. 2.8, а. Его элементы Е, предназначены для задания тока /„в режиме покоя. Остальные менты каскада выполняют те же функции, что и в схеме ОЭ. В п ципе реализация схемы ОБ д ' -г, кает использование и общего есз хл точника питания Е„. Рассмотрим параметры ус сн ~м г н тельного каскада ОБ по пере ному току. Лля этого воспол )г.« Т цни емся его схемой замещения, 7 веденной на рис.
2.8, б. Расчет по схеме рис. л) г гм дает йзз = йз 11 [г, + (1 — ) гв). ( Согласно выражению ( ггь входное сопротивление кас определяется главным обр сопротивлением г, и соста 6 10 — 50 Ом. Малое входное со тивление являвиюя сдгцестве Рис. 26. Схема усилительного кзс- недосталисом каскада ОБ, так кала ОБ (з) и его схеме ззмеихезиз этот каскад создает большую з физических параметрах (о) рузку для источника вхо сигнала. По переменной составляющей ток коллектора связан с током э гера соотношением г'„ = а/,. Поскольку цепь эмиттера транзис' входит во входнуго цепь каскада, коэфг)эиц ент усиления но току меньисе единицы.
Соотношение для Кг, полученное из расчета с рис. 2.8, б, имеет вид Е, Ни 1 ли и Коэффициент усиления по току в схеме ОБ существенно (в 1 раз) меньше, чем в схемах ОЭ и ОК, Расчет коэффициента усиления по напряжению дает Ко жа Р ~1рн ( лг+ ззх Согласно выражению (2.38), коэффициент усиления по на женив каскада ОБ возрастает с уменьшением внутреннего сопр' ления источника входного сигнала. Простейшие расчеты по вают, что при )с„- 0 коэффициент усиления по напряжению када ОБ приближается к величине Ко каскада ОЭ. Выходное сопротивление каскада ОБ Р... =Л.
11 г„)з, ж)си. 102 рассмотрении статических характеристик транзистора т х) 3) отмечалось, что в схеме ОБ выходные характеристики от(см. аются большей линейностью, а транзистор может использоваться дичают большем коллекторном напряжении, чем в схеме ОЭ. В соответпри н с этим каскад ОБ будет вполне оправдан при необходимости стени „чеиия повышенных значений выходного напряжения, когда полу че д ОЭ не может быть применен ввиду невозможности использокаскад „„я транзистора по напряжению или недостаточной линейности ванин харак теристик.
Усилительный каскад ОБ при этом служит в каче- выходного каскада усилителя, а каскад ОК вЂ” е качестве предходного каскада. Каскад ОК будет представлять для каскада ОБ очиик входного сигнала с малым внутренним (выходиым) сопротивлением, что важно для применения каскада ОБ. Фазоинвераный наенад ф а з о и н в е р с н ы й к а с к а д (каскад с разделенной нагрузкой) предназначен для получения двух выходных сигналов, имеющих сдвиг по фазе в 130'. Схема фазоинверсного каскада приведена на рис, 2.9, а. Она получается из схемы ОЭ (см.
Рис. 2.4) при отключении конденсатора С, и подключении второй нагрузки )(ве через Ср, к )с,. Выходные сигналы снимаются с коллектора и эмиттера транзистора. Сигнал и,ы,„снимаемый с эмиттера, совпадает по фазе с входным сигналом и,„(рис. 2.9, б, в), а сигнал и„„„снимаемый с коллектора (рис. 2.9, г), находится с ним в противофазе. Лиаграммы, приведенные на рис 2.9, б — г, иллюстрируют получение обоих выходных сигналов. Рассмотрим показатели фазоинверсного каскада, Входное сопРотивление каскада рассчитывают по аналогии с каскадом ОК: Ю и, рас. х З. Схема фааоииверсиого каскада (а) и его временные диаграммы (б, е, г) 103 й„= й, ,'( й, (1 (г, + (1 + З) (г, + й, )) Й„)1, ( или приближенно йыж(1+1)(г, +й, ~(й„,), (2 Коэффициент усиления по напряжению по первому выходу .
определяют по аналогии с каскадом ОЭ, а по второму выходу К по аналогии с каскадом ОК: а (Йв () ввх) хох ж— )хв . Йвх (( + а) (Рв (~ )хнх) хбов Йг -е Йвх Коэффициенты усиления каскада по обоим выходам могут н диться в различных соотношениях между собой. Это определи а основном соотношениями величин Йв ~) й„, и Й,!~ й„,. При вы ненни равенства (1 + р)(й, )( Й„в) = 1)(й„~) Й„,) коэффициенты ления по обоим выходам получаются одинаковыми. Поскольку в знаменатели соотношений (2.42), (2.43) сспм с Й„входит величина й, (2.41), ббльшая выражения в числи коэффициенты усиления 1оь Кое оказываются меньше едини й 2.З. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАЛЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРА Принцип построения усилительных каскадов на полевых т зисторах тот же, что и каскадов на биполярных транзисторах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
