Схема усилителя ОЭ в области СЧ




I1 = iвх; U1 = Uвх; I2 = -iвых; U2 = Uвых

Ki — коэффициент усиления по току;

Кu — коэффициент усиления по напряжению;

Rвх — входное сопротивление;

Rвых — выходное сопротивление.

Rб* = Rб (когда оно одно на входе)

Rб* = Rб1|| Rб2 (когда стоит базовый делитель)

Rб*>> h11э поэтому первоначально Rб можно не учитывать

Rк — учтем в нагрузке, т. е.

Rн Þ Rкн = Rк||Rн

КI = I2/I1 = iвых /iвх

КI = h21/(1+h22*Rкн)

Как правило 1/ h22>> Rкн Þ КI h21 = b усилитель ОЭ усиливает по току

Rвх = U1/I1 = Uвх/iвх = h11 + h12КI Rкн h11
Учитывает влияние внутренней обратной связи транзистора.

h12 ~10-2¸10-4 для ОЭ

10-3¸10-5 для ОБ

Ku = U2/U1 = Uвых/Uвх = (iвых Rвых)/(iвх Rвх)=KI*(Rвых/Rвх)

Rвых = Uвыххх/iвыхкз

1/Rвых = h22 — h12*h21/(Rг + h11)

В общем случае входное и выходное сопротивления усилителя зависят как от самого усилителя для Rвх = h11 для Rвых = 1/h22, так и от нагрузки для Rвх = Rкн, для Rвых = Rг.

На практике выполняется условие:

h12*h21<<1 Þ 1/ Rвых h22

тогда Ku b*(Rкн||1/h22)h11

Если Rб сравнимо с h11, то оно учитывается как:

Rвх = h11||Rб

Если Rк мало, то оно учитывается как:

Rвых = 1/h22||Rк

8 - 9) Входное сопротивление каскада: Rвх=Rп+rб+h21э(rэ+Rэ) и имеет ёмкостный характер.

При отсутствии Rп и Rэ и если пренебречь rб, то Rвх=h21эrэ=h21э25/Iк (мА), Ом

Отсюда видно, что Rвх величина не постоянная, меняется при изменении входного сигнала, т.к. меняется Iк.

Диапазон изменения входного сигнала при Rэ=0, при котором сохраняется линейный режим, не превышает 2-φт=50 мВ.

Коэффициент передачи тока h21э не постоянен и имеет сложную зависимость для тока коллектора (для маломощных транзисторов). В зависимости от типа транзистора максимум коэффициента передачи может наступать при токах коллектора от 1-2 мА для маломощных транзисторов, до нескольких ампер - для мощных. В режиме насыщения наблюдается резкое падение коллекторного тока независимо от тока базы, при этом коллекторный переход оказывается прямосмещённым.

При сопротивлении источника сигнала Rr>Rвх можно считать, что источник входного сигнала электрически замкнут накоротко. При этом входной ток Iвхвх/Rr и практически не зависит от изменяющегося Rвх, где Евх - ЭДС источника сигнала.

Следовательно усиление будет происходить с малыми нелинейными искажениями, поскольку зависимость выходного тока транзистора от входного практически линейна, хотя входное напряжение Uвх=IвхRвх - нелинейно.

Однако не следует думать, что чем Rr больше Rвх, тем лучше. Для транзисторного каскада характерна вполне определённая оптимальная величина как внутреннего сопротивления источника сигнала, так и тока коллектора. Необходимо также учитывать, что Rк шунтируется входным делителем каскада.

Ёмкость коллекторного перехода Ск является барьерной ёмкостью и зависит от напряжения на коллекторе, т.е. носит динамический характер.

Подобно тому как Сэ уменьшается в (Кu+1) раз в эмиттерном повторителе благодаря положительной ОС в каскаде с ОЭ Ск увеличивается во столько же раз благодаря отрицательной ОС, что равносильно подключению параллельно входу динамической ёмкости Скu+1). В большинстве случаев она оказывает отрицательное влияние, однако иногда используют и её. В этом и заключается так называемый эффект Миллера.

Частоту среза каскада снижает не только входная динамическая ёмкость,но и ёмкость нагрузки, в том числе и монтажа. Расширить полосу пропускания можно следующим образом:

- Уменьшить Rн при одновременном увеличении Iк, т.к. усиление прямопропорционально Iкв;
- применить транзисторы с малыми ёмкостями переходов;
- отделить нагрузку эмиттерным повторителем


 

10)

Для транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером, работающим в малосигнальном (линейном) режиме, наибольшее распространение получила схема замещения.

На данной схеме транзистор характеризуется h –– параметрами линейного четырёхполюсника –– электрической схемы, имеющей два входных и два выходных контакта.

Мы рассматриваем работу усилительного каскада в малосигнальном (линейном) режиме, поэтому мы можем представить транзистор в виде активного линейного четырёхполюсника, который характеризуется входными (U 1, I 1) и выходными (U 2, I 2) токами и напряжениями.

Все коэффициенты и переменные представляют собой комплексные числа.

h11 и h22 — статические входное сопротивление и выходная проводимость; h12 = коэффициент обратной передачи напряжения; h21 — коэффициент прямой передачи (усиления) тока.

При расчёте усилителей с общим эмиттером наибольшее распространение получили h —параметры, связывающие токи и напряжения с помощью следующей системы линейных уравнений:

Приравнивая к нулю I1 (режим холостого хода на входе) и U2 (режим короткого замыкания на выходе) мы сможем рассчитать h –параметры:

h 12= , h 22= при I1=0, h 11= , h 21= при U2=0

Если большое внутреннее сопротивление, то , ,

, тогда — коэффициент усиления по напряжению для области средних частот.

Важнейшей величиной, характеризующей усилительный каскад, является коэффициент усиления, равный отношению уровня выходного сигнала к уровню входного.

коэффициент усиления по мощностиКP= Р2 / Р1; по напряжению — КU= U2 / U1; по току — КI= I2 / I1; коэффициент усиления многокаскадного усилителя находится путем умножения коэффициентов усиления отдельных каскадов К=К1К2К3…КN;

 

11) Измерения входных и выходных сопротивлений следует проводить в соответствии со структурной схемой, изображенной на рис.2.


 

 

В качестве примера рассмотрим порядок измерений и определения входного сопротивления схемы с ОЭ.

Подключаем милливольтметр ВЗ-38 к клемме Г и «земле» (клеммы Б и В соединены перемычкой). Замыкаем ключи К1 и К2 и ручкой "Рег. выхода" генератора устанавливаем значение . Размыкаем ключ К1 и получаем значение величины ().
Входное сопротивление определяется по формуле:

Аналогично определяются входные сопротивления других схем.

12) Коэффициентом преобразования или коэффициентом передачи называют отношение выходного сигнала к входному. В частном случае, когда входное и выходное значения сигнала являются однородными, коэффициент преобразования называют коэффициентом усиления. Размерность и общепринятые обозначения коэффициента преобразования зависят от значений и величин входного и выходного сигналов, например - коэффициент преобразования напряжения в ток; – коэффициент преобразования тока в мощность.

В зависимости от характера входной или выходной величин коэффициент усиления подразделяют на коэффициент усиления по напряжению ; коэффициент усиления по току .

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-12-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: