Лекции.Орг
 

Категории:


Транспортировка раненого в укрытие: Тактика действий в секторе обстрела, когда раненый не подает признаков жизни...


Поездка - Медвежьегорск - Воттовара - Янгозеро: По изначальному плану мы должны были стартовать с Янгозера...


Построение спирали Архимеда: Спираль Архимеда- плоская кривая линия, которую описывает точка, движущаяся равномерно вращающемуся радиусу...

Усилительный каскад с общим эмиттером



Усилительные каскады на биполярных транзисторах с резисторными нагрузками в цепи коллектора нашли широкое применение в предварительных каскадах усиления. Они обеспечивают усиление по напряжению, току, мощно-

сти. Принципиальная схема усилительного резисторного каскада с ОЭ представлена на рис. 10.22. Входной сигнал поступает на базу транзистора от генератора напряжения с внутренним сопротивлением Rг. Разделительный конденсатор служит для предотвращения протекания постоянной составляющей тока базы через источник входного сигнала. При отсутствии в цепи источника входного сигнала создавался бы постоянный ток от источника питания Uип, который мог бы вызвать падение напряжения на внутреннем сопротивлении Rг источника сигнала, изменяющее режим работы транзистора и приводящее к нагреву источника сигнала. Конденсатор на выходе усилительного каскада обеспечивает выделение переменной составляющей коллекторного напряжения, которая поступает на нагрузочное устройство с сопротивлением Rн. Элементы R1, R2, Rэ, Cэ обеспечивают режим каскада по постоянному току и температурную стабилизацию.

Параметры усилителя (коэффициенты усиления по току KI, напряжению KU и мощности Kr; входное Rвх и выходное Rвых сопротивления) находятся с использованием аналитического метода, при котором на основе малосигнальной эквивалентной схемы транзистора строится эквивалентное представление каскада по переменному току и проводится его расчет по переменному току (рис. 10.23).

Расчет параметров каскада производится для области средних частот усиления, где зависимость параметров от частоты минимальна и не учитывается в расчетах. Сопротивления конденсаторов , , Cэ очень малы и ими можно пренебречь. Резистор Rэ зашунтирован конденсатором Cэ и на эквивалентной схеме не учитывается. По переменному току сопротивление источника питания близко к нулю, поэтому верхний вывод резисторов R1, Rк на схеме замещения соединяется с выводом эмиттера.

Цепь базы транзистора представлена на эквивалентной схеме объемным сопротивлением активной области базы rб, составляющим единицы–сотни Ом. Эмиттерный переход представлен дифференциальным сопротивлением rэ, лежащим в пределах единиц–десятков Ом. Закрытый коллекторный переход представлен дифференциальным сопротивлением rк, составляющим сотни кОм.

Входное сопротивление каскада представляет собой сопротивление параллельного соединения резисторов R1, R2 и сопротивления входной цепи транзистора rвх

. (10.39)

Сопротивление входной цепи транзистора определяется как . Учитывая, что через сопротивление rб протекает ток Iб, а через сопротивление rэ – ток получим

.

Тогда входное сопротивление усилительного каскада определяется выражением

(10.40)

Значение Rвх для каскада с ОЭ составляет сотни Ом или единицы кОм.

Если резистор Rэ в схеме (рис. 10.22) не зашунтирован по переменному току конденсатором Сэ, то последовательно с rэ в эквивалентной схеме усилителя необходимо включать сопротивление Rэ. Входное сопротивление в этом случае определяется выражением

. (10.41)

Сравнение выражений (10.40) и (10.41) показывает, что введение отрицательной обратной связи по переменному току значительно увеличивает входное сопротивление усилительного каскада, а включение низкоомного делителя R1, R2, улучшающего температурную стабильность усилителя, значительно снижает его входное сопротивление.

Выходное сопротивление усилительного каскада определяется со стороны выходных зажимов при отключенной нагрузке и нулевом входном сигнале . Из эквивалентной схемы (рис. 10.23) видно, что выходное сопротивление каскада определяется параллельным включением сопротивления Rк и выходным сопротивлением самого транзистора, близким по величине к rк. Обычно , и считается, что выходное сопротивление определяется величиной резистора ( ) и составляет единицы кОм.

Коэффициент усиления по напряжению каскада определяется как отношение выходного напряжения Uвых на нагрузке к ЭДС источника сигнала Eг. Значение Uвых определяется выражением , где знак минус указывает на то, что выходное напряжение находится в противофазе со входным напряжением. Ток базы определяется выражением

,

тогда

. (10.42)

Анализ выражения (10.42) показывает, что коэффициент усиления каскада по напряжению тем больше, чем больше выходное сопротивление каскада по сравнению с Rвх и чем больше статический коэффициент h21э.

В идеальном усилителе напряжения ( ), который работает в режиме холостого хода ( ), коэффициент усиления будет максимальным и равным:

. (10.43)

Коэффициент усиления по току определяется отношением тока в нагрузке Iн ко входному току Iвх . Ток в базе и ток в нагрузке определяются следующими выражениями

; . (10.44)

Подставив полученные соотношения в выражение для коэффициента усиления по току, получим

. (10.45)

В идеальном усилителе тока ( ), который работает в режиме короткого замыкания ( ), имеем .

При работе каскада в схеме с ОЭ в диапазоне низких частот необходимо учитывать емкости разделительных конденсаторов , и Cэ. Поскольку сопротивления конденсаторов на низких частотах возрастают, то эквивалентная схема каскада имеет вид (рис. 10.24).

Сначала рассмотрим влияние разделительного конденсатора на изменение коэффициента усиления по напряжению

, (10.46)

где – сопротивление емкости, wнч = 2pfнч. Отношение коэффициента усиления на низких частотах к коэффициенту усиления на средних частотах равно

, (10.47)

где – постоянная времени входной цепи усилительного каскада. Коэффициент частотных искажений определяется выражением

. (10.48)

Для уменьшения частотных искажений при прочих равных условиях необходимо увеличивать .

Коэффициент частотных искажений, вносимый разделительным конденсатором определяется следующим выражением:

, (10.49)

где .

Рассмотрим влияние емкости Сэ на частотные искажения. Предположим, что , и в первый момент времени после поступления входного сигнала влияние Сэ несущественно. По мере заряда Сэ уменьшается эмиттерный ток, а следовательно и ток базы. Когда емкость Сэ зарядится полностью, то через нее не будет протекать ток. Сопротивление в эмиттерной цепи будет равно Rэ+rэ вместо начального значения rэ. Это приведет к уменьшению тока базы и к изменению коэффициента усиления по напряжению. В этом состоит принципиальная особенность влияния емкости Сэ на частотные искажения. Постоянная времени равна произведению Сэ на параллельное сопротивление Rэ и выходного сопротивления каскада со стороны эмиттера транзистора, т.е. выходного сопротивления каскада с ОК, величина которого не превышает десятков Ом

.

Коэффициент частотных искажений, вносимый Сэ максимальный и определяется выражением

. (10.50)

Коэффициент частотных искажений в диапазоне низких частот, вносимый емкостями усилительного каскада, равен

[дБ].

Для уменьшения Мнч в усилительном каскаде в схеме с ОЭ требуется увеличивать , и Cэ в большей степени.

При работе каскада с ОЭ в диапазоне высоких частот на частотные искажения сильное влияние оказывает емкость коллекторного перехода Ск и емкость нагрузки, эквивалентная схема каскада в диапазоне высоких частот представлена на рис. 10.25.

Постоянная времени каскада с ОЭ в области высоких частот определяется выражением , тогда коэффициент частотных искажений в области высоких частот

.





Дата добавления: 2016-10-06; просмотров: 824 | Нарушение авторских прав


Похожая информация:

  1. B) Управление общим имуществом мужем или женой
  2. В каком слове правописание суффикса не определяется общим правилом (является исключением)?
  3. Вчера вечером я разговаривал по телефону с нашим общим другом Фреди
  4. Дифференциальная диагностика. Следует проводить с умственной отсталостью, длякоторой характерно полное нарушение интеллекта в вербальной и невербальной сфере; с общими расстройствами
  5. Драгоценности одного из супругов, приобретенные во время брака, являются каким имуществом?Общим
  6. Заболевания (синдромы), являющиеся общими противопоказаниями к работе с вредными и (или) опасными условиями труда
  7. Знакомство с общими вопросами производственно-финансовой деятельности предприятия и организацией бухгалтерского учета
  8. КАСКАД- см. ВОДНЫЕ УСТРОЙСТВА
  9. Методы изучения особенностей личности дошкольников с общим недоразвитием речи
  10. Модели процесса разработки ПС (каскадная, спиральная)
  11. На семействе выходных характеристик построим нагрузочную прямую по постоянному току. Воспользуемся схемой с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией рабочей точки
  12. Настройка параметров учета. Перед началом ведения учета устанавливаются параметры ведения учета, которые являются общими для всех организаций информационной базы.


Поиск на сайте:


© 2015-2018 lektsii.org - Контакты

Ген: 0.004 с.