Электротехника Касаткин (967630), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Последнее определяется со стороны выходных выводов усилителя при отключенном приемнике с сопротивлением нагруз«и г„. Исключая из схемы замещения резистнвные элементы 1/Ьхх 1см. (10.6)1, г1 и гх с большими относительно других реэистивных элементов сопротивлениями и полагая синусоидальное изменение напряжещщ сигнала, получаем: (10,27а) ах — входное сопротивление (1 — 10 кОм); (10.27б) вых К = г — выходное сопротивление (10 — 100 кОм); 1В„й„ь„.„к =К е г -к (10.27в) -их „+ + 'вых ет г х* — коэффициент усиления напряженна источника сигнала 1см.
коэффициент передачи четырехполюсника (2,90)1, где !ри„ К е их Ц /Ц х г /й (10,27г) — коэффициент усиленна напряжения на входе усилительного каскада (К = 10 +100) в режиме холостого хода (г = ); 282 16 Кг 1 нее и~В х2 К~(н К) (10.27д) — коэффициент усиления тока (К = 15 +80); Р н~ с и (10.27е) ее и Рис. 10.64 283 — козффиииент усиления мощности [КР = (0,2хз5) 1Оэ).
Отрицательные значения коэффициентов усиления иапрнжения н тока отражают изменение фазы напряжения и тока иа выходе усипи. тельного каскада на противоположное относительно фаэ одноименных величиинаеговходе,т.е. В = й = д = я. и их Небольлюе значение входного сопротивления является главным недостатком усилительного каскада с ОЭ„Это увеличивает ток источника сигнала и мощность потерь в его внутреннем сопротивлении.
Выражениям (10.27в) н (10.27г) соответствует обобщенная схема замещения входной и выходной цепей усилительного каскада (рис. 10.84), которую можно получить, воспользовавшись эквивалентностью двух схем замещения источника энергии по рис. 1.8. Из (10.27в) следует, что условия для увеличения коэффициента усиления напряжения и уменьшения его зависимости от сопротивления цепи нагрузки противоречивы. Чем больпю выходное сопротивление усилительного каскада г „= г, тем больше как значение коэффициента усиления напряжения, так н его зависимость от сопротивления цепи нагрузки.
Чтобы увеличить коэффициент усиления напряжения и уменьшить его зависимость от сопротивления приемника гн, между выходом усилительного каскада с ОЭ и приемником следует нключить согпасунацее устройство с большим входным н малым выходным сопротивлениями. Роль такого устройства может выполнять усилительный каскад на биполярном транзисторе, включенном по схеме с ОК (рнс.
10.б5), называемый также эмиггерным повторителем. Исхшочим нз схемы замещения усилительного каскада, аналогично ПРЕДЬГДУ8ЦЕМУ, РЕЭИСТИВИЫЕ ЗЛСМЕЛТЫ 1/йэх, Гх И Гх С бОЛЬШИМИ От" Рнс. 10.б5 БК с итБ мБ (10.28а) "'и (1+821) ~а "згиФз+гя) (1028 б) — напряжение на приемнике. Из (10.28) находим й„ и =,БК = й„+ (1+ йз1)(г и!(РЭ+ г )) ви Э н Э н (10.29а) Б — входное сопротивление усилительного каскада с ОК (100 — 300 кОм), которое значительно больше входного сопротивления усилительного каскада с ОЭ, и 284 носительно других резистивных элементов сопротивлениями н примем синусоидальное изменение напряжения сигнала (рнс. 10.бб).
Тогда по второму закону Кирхгофа для контура, отмеченного штриховой линией, напряжение между базой и коллектором равно: 12 О + Ьгг) ("Э н/(РЭ рн)) ) ( ° ° )(,„й, .„)) (10.296) й, = (1+ ьгг) + Лг1 вт (10.30а) где н.х ( г') Ихгэ 1)а Г)в.| = (1+ ьгг ) гэ г,+Ли т. е. (1+Ьг,) ГЭ 12в мвх— " *= м+Лм+„(1+а,,) (10.306) — напрюкенне холостого хода активного двухлолюсннха (г„= со). Из (1030) следует, что в ннт й 0 ь "г~)г э ~н „т+ "ш (10.31) — выходное сопротивление эмнттерного повторителя (10 — 50 Ом), значительно меньшее выходного сопротивления усилительного каскада с ОЭ.
Усилительный каскад с ОБ имеет значение коэффициента усиленна напряжения, близкое к его значению' для усилительного каскада с ОЭ. Однако ему присупш существенные недостатки: значение'его коэффициента усиления тока меньше единицы н вследствие этого мал коэффициент усиленна мощности, Кроме того, он имев~ мзлое входное н большое выходное сопротивления.
По этим причинам усилительный каскад с ОВ применяется редко. 2а5 — коэффициент усиления напряжения, значение которого близко к единице (0,8-0,9). Последнее определяет название усилительного каскада с ОК "повторитель". Выходное сопротивление эмиттерного повторителя равно выходному сопротивлению активного двухполюсннкз, т. е. схемы замещения отно. сительно выходных выводов.
Согласно (1.34) тох короткого замыкания ахтнвного двухполюсннха (г„= О) равен 10.18. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ По аналогии с усилительными каскадами на биполярных транзисторах с ОБ, ОЭ и ОК различают три типа усилительных каскадов на полевых транзисторах: с общим затвором (ОЭ), с общим истоком (ОИ) н с общим стоком (ОС), Чаще других используется усилительный каскад с ОИ. На рнс. '0.67 приведена типовая схема усилительного каскада на полевом транзисторе с ОИ. Назначения всех злементов схемы аналогичны их назначениям в усилительном каскаде на биполярном транзисторе с ОЭ (рис. 10.60).
Основные параметры усилительного каскада с ОИ определяются его схемой замещения в режиме малого сигнала (рнс. 10.68) с учетом схемы замещения полевого транзистора (рис. 10.21). Исключая из нее резистивные злементы 1(у,, и 1/узз (см. (10.9)) с большими относительно других резистнвных злементов сопротивлениями н полагая синусондальным изменение напряже.
ния сигнала, получаем: г „= 1(гь Ф гз) — входное сопротивление (10" — 10' кОм); (10.32а) Рне. 30.67 Рас. 10.68 286 (10.320) амх с — выходное сопротивление (10-100 кОм); /д у К юКе аю и я а г) е Ф г 11 ь г )1(гггэ101+ гэ)) + г~гэ1(г~ + гэ) вт + "а' 'ет+ 'ах' (! 0,32в) — козффицнент усиления напряжения источника сигнала, где 10 е "" =0 (() (10.32г) -иэ ьх нх ах с — коэффициент усиленна напряжения иа входе каскада (К„„= 00+ 100) в режиме холостого хода (г„= ); К К 1 в ( с~ВI(гс+г~~)1 (г~г~)(г~+гд)) К =Ке г Га — коэффициент усиления тока(К, 50 — 500); Кр = р„1 р, = К„К, (1032е) — конрфицнент усиления мощности [К, = (О,б — 40) ° 10э) усилительного каскада с ОИ.
Вырываниям (1032в) н (10.32г) соответствует обобщенная схема замещешш входной и выходной цепей усилителыюго каскада (см. рнс. 1О.б4). Главным достоинством усилительного каскада на полевом транзисторе с ОИ относительно усилительного каскада на биполярном транзн. егоре с ОЗ является больные входное сопротивление, основным недостатком — меньшее быстродействне. Последнее обьлсняется наличием больных емкостей между электродами полевого транзистора, влияние которых в приведенном выше анализе пе учитывалось.
Уснлительньш каскад с ОС (рис. 10.09), называемый также нсгоковым повторителем, функционально подобен змиттерному повторителю (ряс. 10.б5). Коэффициент усиления напряжения нсгокового повторителя К„= О,В + 0,9 близок к единице, выходное сопротивление г „„= =10+50 Ом, а входное сопротивление г „= 1+10 МОм. Уснлнтельные каскады с 03 в устройствах промьпилеиной электроники нрактнчески не применяются. тат Рис. 10.69 ! В качестве приемника энергии к в ыходу усилительного каскада может быть подключен тоже уснлительный каскщ. Их совокупность ! образует многокаскадный усш1пгель. В усилителях низких частот, высо. ких частот, а также широкополосных и узкополосных усилителях электрическая связь между каскадами реализуется прн помощи конденсаторов, в усилителях постоянного тока — прн помощи резисторов или непосредственных связей.
В последнем случае любые изменения постоянного напряжения на выходе одного каскада из-эа нестабильно. сти параметров транзистора прн действии дестабилизирующих факторов, обычно температуры, влияют на режим работы других каскадов, что приводит к изменению напряжения на выходе многокаскадного усилителя даже при отсутствии усиливаемого сигнала, Это явление называется дрейфом нуля.
Для того чтобы уменьшить дрейф нуля, применяют дифференциальные усилители постоянного тока. тола. диввивннцидльиыи усипиталь Наиболее распространена схема дифференциального усилительного каскада, называемого также лараллельнобалансвым каскадом, на основе моста постоянного тока 1рис. 10.70), плечи которого образованы резисторами гк, =гк и биполярными транзисторами Ю1 и Рба одного типа, включенными по схеме с ОЭ. "гг ! гчиег Рис. 10.70 288 Для лучшей балансировки моста выбирают транзисторы, помещенньк в одном корпусе, параметры которых отличаются на 1 — 5%.
Два источника сигналов включаются в цепи баз транзисторов, называемые несимметричными входами, а приемник с сопротивлением нагрузки г„— между коллекторами транзисторов (симметричный выход с пых)' рассмотрим режим покоя каскада, т, е. при напряжениях и = и = 0 или коротком замъпсании входов. В этом случае напряжеп«2 нне (10.33) одинаковое для обоих транзисторов, и поэтому их режимы работы будут различаться мапо. В таком каскаде осуществляется стабилизация режим«покоя. Если под действием дестабилизирующих факторов, например нагрева, возрастут токи коллекторов 7кыв 7 и и эмиттеров 7з,„, ~ „, то напряжение (2в и уменьшится, эмиттерные переходы станут пропускать меньшие токи; в результате токи коллекторов 1к,„, 7кз, и напряжение покоя на выходе (10.34) пыхм К! К!п К2 Кзп =г 1 — г 7 будут стабилизированы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
