ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Аналіз резисторного підсилювального каскаду зі спільним емітером у різних частотних областях

 

Під час аналізу підсилювального каскаду на БТ (рис. 7.8) слід пам’ятати, що параметри БТ мають яскраво виражену залежність від час­тоти, наприклад

 

,

 

де ; — гранична частота за крутістю.

Рисунок 7.8 – Електрична схема резисторного підсилювального каскаду на БТ

 

Також потрібно враховувати комплексний характер провідностей БТ. Загальна еквівалентна схема резисторного каскаду на БТ зображе­на на рис. 7.9, де — провідність подільника напруги, а .

Рисунок 7.9 – Загальна еквівалентна схема резисторного підсилювального каскаду

на БТ

 

Аналізуючи цю схему для області ВЧ, дістаємо

 

,  

(7.14)

Звідки

 

, (7.15)
, (7.16)
, (7.17)
, (7.18)

 

Всі резисторні каскади незалежно від типу транзисторів мають однаковий вигляд частотної та фазової характеристик. Відмінність ха­рактеристик, каскадів на БТ та ПТ носить тільки кількісний харак­тер
(рис. 7.10).

Рисунок 7.10 – Еквівалетьна схема підсилювального каскаду на ПТ

 

Проте збіг залежностей та спостерігаємо лише для частот . В області вищих частот зазначені залежності розбігаються. Особливо велику розбіжність маємо для згідно з виразом при , , а в дійсності і може навіть досягати , що спричинено додатковим фазовим зсу­вом у БТ. Останнє різко відрізняє каскад на БТ від каскаду на ПТ. Проте звичайно ці частоти лежать далеко за межами смуги пропускання каскаду, що дозволяє лишити без уваги зазначений розбіг, оскільки він виникає на частотах, що не становлять інтересу.

В області середніх та низьких частот можуть використовуватись вирази для каскаду на ПТ з відповідною зміною та згідно з еквівалентними схемами (рис. 7.11 та 7.12). Треба відзначити також, що коефіцієнт підсилення струму та напруги для каскаду на БТ прак­тично збігається і визначається однаковими формулами

, (7.19)

 

де

Рисунок 7.11 – Еквівалентна схема підсилювального каскаду на БТ в області середніх частот

Рисунок 7.12 – Еквівалентна схема підсилювального каскаду на БТ

в області низьких частот

 

Невелике значення вхідного опору БТ призводить до того, що за однаковими з каскадом на ПТ значеннями ємність у першому випадку має бути вибрана більшою, а її робоча напруга – не меншою напруги джерела живлення.

 

Перехідні характеристики резисторного підсилювального каскаду

 

У процесі роботи підсилювального каскаду з імпульсним сигналом ємності та заряджаються. Зарядження проходить швидко, а – повільно, оскільки вони мають різні значення. Тому перехідна характеристика /ПХ/ в області малих часів, яка визначає його час усталення, визначається еквівалентною схемою каскаду для ВЧ

 

, (7.20)
. (7.21)

 

Рівняння (7.14) та (7.15) отримамо за допомогою формули експо­ненти

,

 

де та — вихідна напруга кола за дією на його вході оди­ничного стрибка напруги, коли час або .

Для області малих часів , .

Для визначення часу усталення виходимо з того, що — це часовий інтервал, коли змінюється від значення 0,1 до 0,9, тобто часу відповідає , часу (рис. 7.8, а).

У такому разі дістаємо

 

, .

 

Звідси

 

, .

 

Позначимо

 

,
, .

 

Аналіз залежності показує, що процес усталення фронту імпульсу на виході резисторного каскаду проходить монотонно, без викидів
(рис. 7.13, а).

 

Рисунок 7.13 – Перехідні характеристики резисторного підсилювального каскаду

в областях малих (а) і великих (б) часів

 

Перехідна характеристика в області великих часів, що характе­ризує спотворення вершини підсилюваних імпульсів, визначається еквівалетною схемою каскаду для НЧ (рис. 7.13, б)

, (7.22)
   

Зниження плоскої вершини прямокутного імпульсу тривалості

 

, (7.23)

 

Щодо імпульсів малої тривалості ( ) можна викори­стовувати спрощений вираз

 

, (7.24)

 

На підставі викладеного очевидно, що АЧХ, ФЧХ та ПХ взаємозв’язані і визначають одна одну, а зміна однієї спричиняє відповідну змі­ну інших.

Повторювачі напруги

 

Витоковий повторювач (каскад спільній стік) становить собою каскад, охоплений 100% ВЗЗ послідовного виду за напругою (рис. 7.14, а, б). Зворотний зв’язок забезпечується так само, як у «порожнього» чотириполюсника, який передає всю вихідну напругу до виходу, де вона діє послідовно з підсилюваним сигналом.

Рисунок 7.14 – Електрична (а) та еквівалентна (б) схеми витокового повторювача

 

Коефіцієнт підсилення напруги ВП

 

, (7.25)

де , .

Досить мати малий опір навантаження , щоб майже не відрізнявся від одиниці. Отже, такий каскад повторює на виході на­пругу та фазу сигналу. Загальна еквівалентна схема ВП зображена на рис 7.15, а. 3 цієї схеми випливає, що вихідний опір ВП (без наван­таження)

 

. (7.26)

 

Зменшення вихідного опору каскаду до дуже малого значення зумовлено дією ВЗЗ за напругою. Мале значення позитивно впливає на властивості каскаду в області ВЧ і дозволяє використо­вувати його під час роботи на велику ємність.

 

Рисунок 7.15 – Еквівалентні схеми витокового повторювача – загальна (а)

і в області НЧ (б)

 

В області НЧ еквівалентна схема ВП має вигляд (рис. 7.15, б), для якої

 

(7.27)
, (7.28)
, (7.29)
, (7.30)

 

де — стала часу ВП в області НЧ;

— стала часу каскаду за схемою спільний витік.

 

Рисунок 7.16 – Еквівалентна схема витокового повторювача в області ВЧ

 

Еквівалентна схема повторювача в області ВЧ зображена на рис. 7.16, за такої схеми , тому

 

, (7.31)
, (7.32)
, (7.33)
, (7.34)

 

де — стала часу ВП в області ВЧ.

З цих виразів можна ба­чити, що ВП відрізняється від резисторного каскаду спільний витік значенням та .

Аналіз виразів для та ВП показує, що забезпечивши , досить легко отримати смугу пропускання в 5–10 разів шир­шу, ніж у каскаду спільний витік, але через те, що підси­лення ВП зменшується в ра­зів, площа підсилення лишає­ться без змін, тобто

 

.

 

Особливістю ВП є зміна при зміні опору навантаження від до

 

 

У зв’язку з тим що — мала величина (50...200 Ом), то, навіть якщо , стала лишається досить малою, а частота — дуже великою. Це визначає гарні частотні властивості ВП, навіть тоді, коли та дуже великі.

Послідовний ВЗЗ зумовлює відповідно зростання вхідного опору та зменшення вхідної ємності каскаду

 

,
,

 

де і — параметри каскаду спільний витік.

В області частот можна вважати, що вхідний опір ВП носить чисто ємнісний характер, за цього абсолютне значення значно менше за вхідну ємність звичайного резисторного каскаду. ВП практично не збільшує ємність попереднього каскаду. ВП є певним перетворювачем опору. Мала вхідна ємність та великий активний вхідний опір, малий вихідний опір та широка смуга пропускання дозволяють, не навантажуючи попереднє коло, передати практично без спотворень сигнал на навантаження, безпосереднє увімкнення якого без ВП спричиняє значні спотворення.

Рисунок 7.17 – Електрична схема емітерного повторювача

У схемі емітерного повторювана напруги (рис. 7.17) на підставі великої крутості БТ усі його властивості, аналогічні властивостям ВП, виконуються, якщо опір навантаження значно менший за останній.

Базовий подільник на­пруги ЕП на відміну від під­силювального каскаду вибирають досить високоомним, для того щоб уникнути шунтування високо­го вхідного опору ЕП.

Глибокий ВЗЗ забезпечує високу стабільність параметрів такого каскаду і значно меншу залежність їх від зміни темпе­ратури середовища та напруги живлення.

 

Повторювачі струму

 

Каскад із спільною базою (рис. 7.18, а) можна розглядати як каскад спільний емітер (СЕ), охоплений 100%–вим паралельним від’ємним зв’язком за струмом (рис. 7.18, б).

 

Рисунок 7.18 – Електрична (а) і еквівалетна (б) схеми підсилювального каскаду

зі спільною базою

 

Коефіцієнт підсилення напруги такого каскаду

 

, (7.35)

 

де — коефіцієнт підсилення каскаду спільний емітер.

Тобто, можна вважати, що коефіцієнт підсилення напруги практич­но не відрізняється від каскаду зі СЕ.

Особливістю каскаду СБ є синфазність вхідного та вихідного сигналів.

Коефіцієнт підсилення струму

 

, (7.36)
   

де — коефіцієнт підсилення струму у схемі СЕ.

На підставі того, що за значних приблизно дорівнює одиниці, такий каскад інколи називають повторювачем струму.

Наявність ВЗЗ зменшує вхідний опір каскаду

 

, (7.37)

 

де — вхідна провідність каскаду СЕ, але він істотно залежить від опору навантаження.

Аналіз властивостей каскадів СЕ та СБ показує, що вони мають практично однакові коефіцієнти підсилення напруги, однакові форми АЧХ, але значно відрізняються значеннями вихідної ємності. Для схеми СЕ , де , а для схеми СБ .

Оскільки вхідний опір каскаду СБ малий, у разі роботи каскаду СБ на аналогічний каскад, підсилення напруги виявляється менше за одиницю, тому багатокаскадні підсилювачі напруги на каскадах СБ не використовуються.

Коефіцієнт підсилення потужності в каскаді СБ значно менший, ніж у каскаді СБ.

Глибокий ВЗЗ за струмом збільшує вихідний опір каскаду та стабілізує вихідний струм, роблячи його вихідні характеристики більш лінійними, ніж у каскаді СЕ. Тому схема СБ знаходить своє використання в потужних лінійних вихідних каскадах або для побудови підсилювачів ВЧ, оскільки транзистор у такому включенні має кращі частотні властивості.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти