promel (967628), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Г2,56) !)ы х о д н о е с о п р о т и в л е и и е каскада ОИ Гг.ма = ГГа ~!" =ГГ, (2. 57) При переходе в область высоких частот необходимо учитывать ~ходную и выходную емкости каскада. При расчете в х од н о й ем к о с т и должны быть учтены кежзлектродные емкости С,„, С, транзистора (рис. 2.12, а), а также емкость монтажа входной цепи С„(емкость деталей н проводов входной цепи каскада по отношению к шине « — » источника питания). указанные емкости создают на высоких частотах реактивные составляющие токов входной цепи, определяющие суммарный входной ток каскада: Гсаа = )саа + (саа + Гсм Токи Гс мм Гс „определяются входным напряжением (Г„, каскада, а ток Гс, — напряжением сток — затвор. Поскольку напряжение на стоке находится в противофазе с входным напряжением, напря.
жение между затвором и стоком будет равно (1„+ (),ма = (1+ ь К,)и.„. С учетом указанного определяем емкостный входной ток каскада: (2.58) 7„„=!вС,.У„+ Гмс (1 +Ко) У„+ 1мС (),„, или = 1 иа (Саа+ (! + К ) С„, + С„! =1 Сами„, "де Саа — входная емкость каскада; Са„= С „+ (1 4- К и) С,а + См. (2.59) Если принять для примера С,„=10 пФ, С„= 2 пФ, С„= 2 пФ " Ки = 50, то входная емкость составит 114 пФ, причем определяюкШм будет второе слагаемое в выражении (2.59). Е ы х о д н а я е м к о с т ь каскада зависит от межзлектродных емк ~~тей участков сток — исток и сток — затвор, а также емкости мо„"тажа выходной цепи. Расчет выходной емкости производят по той же методике, что и расчет входной емкос1и: =С,„+ С +С„.
!+ Кс Ко (2.60) !09 Усилитеканаай каскад ОС (потоковый повторитель) Схема истокового повторителя близка по виду к схеме ОК. В честве примера иа рис. 2.13, а показана схема ОС, выполненная полевом транзисторе с встроенным каналом, Элементы К,, Р, местно с 1с, используются для задания режима покоя транзист выбираемого с учетом амплитуды выходного сигнала. и /+а "и а й,кб Е г„~ м -и Рис. х.!3.
Схема усилительного каскада ОС (а) и его схема замещении ' Выбор и обеспечение режима покоя прокзводят по аналогии,, каскадом ОИ. При этом учитывают, что элементы, определяющ' сопротивления каскада по постоянному и переменному токам, ра положены в цепи истока транзистора. Нагрузкой каскада по пост янному току является резистор )с„, а по переменному 1оку — )г„ = )эи 1 )~а. Для истокового повторителя напряжение на нагрузке совпада по фазе с входным напряжением и связано с ним соотношением ' О„= и„— (у,н . (2.6 Напряжение (х'„, в свою очередь, в соответствии со схемой зам щения транзистора является функцией напряжения (и',о, действующ го на входе транзистора (см.
рис. 1.38, а): (нн = Яlн„(», 1 )х„), или (' а~ (2. 62 ~(ан~~н ) Выражения (2.6!) и (2.62) используем для определения к оэф фициента усиления каскада по напряжению г(п =— (2.63' Поскольку г, » )с„, соотношение (2.63) записывают в вяде "хо= (2.64)- 1+ 5йн К и/1н г;+(! +и) Я„ (2. 65) Поделив числитель и знаменатель правой части выражения (2.65) на 1 + р и заменив Ки = (/а/(/ „находим (/„= " (/,„ (2.66) !+и г; — +й 1+и На основании выражения (2.66) строим схему замещения каскада (рис. 2.!3, б). В выходную цепь такой схемы замещения входит эквивалентный источник напряжения ~ (/„с эквивалентным 1+и внутренним сопротивлением г,/(1 + р).
Входная цепь схемы замещения (рнс. 2.13, б) состоит из тех же элементов, что и схема замещения ОИ, По схеме замещения определяем в ы х о д н о е с о и р о т н вл е н и е каскада ОС: (2.67) Величина Р,их в схеме ОС имеет меньшее значение, чем в схеме И, и составляет 100 — 3000 Ом. Выгодно отличается рассматриваемая схема н по величине в х о д"о г о со п р о ти в л е н и я /7„,. Поскольку напряженне затвор — исток транзистора в схеме истокового повторителя равно раз"ости (/,„— (/„в„собственный входной ток тРанзистоРа полУчаетсн существенно меньшим, чем в схеме ОИ, и температурная неста табильность сопротивления участка затвор — исток проявляется слабее, что допускает применение более высокоомных резисторов /7 В соответствии с указанным каскады ОС обеспечивают су- 111 ициент усиления Ко зависит от крутизны гранзиетора и Коэффици зки кас ада по переменному ток пленяя по напряжению стремится к единице.
В связи жфипаент ус " для истокового повторителя целесообразно использовать транс этим для ,~ с повышенными значениямя крутизны. Важность приблизисторы а к единице коэффициента усиления по напряжению в больжения к ве случаев диктуется необходимостью уменьшения влияния ~инстве стн С. на входнУю емкость каскада. Схему замещения истокового повторителя часто представляют с источ точняком напряжения в выходной цепи, подобно схеме рис. 2.!2, б для каск' каскада ОИ. Лля нахождения эквивалентных параметров схемы замеще „ения преобразуем выражение (2.63), заменив в нем Я = р/г, '/1ы и раскрыв г; 11 /С, = ' После простейших преобразований г;+ к„ получаем выражение для Ко через статический коэффициент усиления транзистора рл ее сопротивление )твх (до нескольких мегом),: ществеиио большее каскады О ОЙ. Ыии е приводимые расчеты показывают, что и в х о д н а я к о с т ь истокового повторителя существенно меньше, чем в каде ОИ.
Для истокового повторителя необходимо учитывать емко составляющие входного тока цепей затвор — сток и затвор — и транзистора, а также составляющую тока емкости монтажа вход цепи каскада. Поскольку напряжение стока неизменное, составл щая тока емкости С, определяется, как н для емкости монтажа' напряжением ()„. Составляющая тока емкости С,„зависит от на жения (г,„= ()вх — ()„„= (1 — Ки)()„,. Суммарный емкос входной ток истокового йовторителя го вх = (м()вх(Свв + Свв(1 Ки) + См)а откуда Свх = Све + Сви (1 Ки) + Свг (2. Из сравнения выражений (2.68) и (2.59) следует, что входная кость истокового повторителя меньше, чем в схеме ОИ. При С,в =10 пФ, С„= 2 пФ, С = 2 пФ и Ки= 0,85 емкость С„= 5,5 против 1!4 пФ в схеме ОИ.
Соотношение (2.б8) показывает целее разность приближения к единице коэффициента Ки истокового п торнтеля, так как прн этом уменьшается влияние на входную емко одной из самых значительных емкостей транзистора — С,„. й 2.4. 44ИОГОкАскАдные усилители С КОНДЕНСАТОРНОИ СВЯЗЪГО При усилении малых входных сигналов может оказаться, ч, одного усилительного каскада недостаточно для получения нужного эффициента усиления.
В этом случае задачу решают с помощью мно.' каскадных усилителей, получаемых путем последовательного сое пения отдельных каскадов (рис. 2.14), В многокаскадных усилител выходной сигнал первого и любого промежуточного каскада слу входным сигналом последующего каскада. Нагрузкой указани, каскадов является входное сопротивление последующего каскад' Входное и выходное сопротивления усилителя определяются соо ветственно входным и выходным каскадами.
них г имг О„„ру.я=и„м аихг г х и-г Рис. 2.!4. Структурная схема многокаекакного усилителя ффициент усиления многокаскадного усилителя равен произ- Коэфф , коэффициентов усиления входящих в него каскадов: ведению и„и„,„ы„„„, ° и У Ки = = КшКсэ .. К ил. (2.69) и — д„Е„и„„, ''' и„н каскадов в многокаскадном усилителе может осуществляться с и мощью конденсатора, трансформатора нли непосредственно.
ветствии с этим различают усилители с к о н д е и с а т о ртрансформаторной и непосредственной связью. В настоящее вРемя усилители применяются преимущественно в и,тегряльном исполкении с непосредственной связью между каскаами (см Ч 2,7). Исключение составляют узкополосные усилители радиотехнических устройств высокой частоты, где связь усилительных аскадов интегрального исполнения, а также связь источника входного сигнала с входом усилителя и выхода усилителя с нагрузкой могут осуществляться через трансформатор (одна из обмоток которого образует с дополнительно вводимым конденсатором параллельный колебателькый контур). Конденсаторы в усилителях интегрального исполнения могут применяться как навесные элементы для связи источника входного сигнала с входом усилителя, выхода усилителя с нагрузкой, а также для связи отдельных усилителей между собой.
В качестве элемекта связи конденсатор используется в усилителях звуковых частот, усилителях высокой частоты и широкополосных усилителях. Лля миогокаскадных усилителей важными являются а м п л итудиоч астотн а я, фазо частотная и ам плит удна я х а р а к те р и ст и к и, В данком параграфе эти показатели Рассматриваются для усилителей, в которых в качестве элементов связи используются конденсаторы, поскольку этот случай является более общим. Рассмотрение проводится для наиболее общего случая — на примере многокаскадного усилителя с конденсаторной связью между каскадами.
Материал базируется на применении в усилителях биполярных транзисторов. Амплитудно-частотная и физо-частотная характеристики усилителя Вм миогокаскадных усилителях с конденсаторной связью (рис. 2.!5) иагр зк " Рузкой промежуточного каскада является входная цепь послеу щ го каскада. С учетом замены 1с„иа !с„„анализ, проведенный дов в и э 2 2, действителен и для промежуточных каскадов. Число каска- исходя миогокаскадном усялителе определяют по выражению (2.69), вают (вы ' д из требуемого коэффициента усиления, Каскады рассчиты(выбор и обеспечение режима покоя, расчет по переменному проводят у) последовательности от оконечного каскада к первому. Сначала требУемой дят Расчет оконечного каскада, который обеспечивает получение у мой мощности (тока или напряжения) сигнала на нагрузке 1х„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
