УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД ПО СХЕМЕ С ОБЩИМ

ЭМИТТЕРОМ

Общий подход

Двухкаскадный усилитель

Типовая схема двухкаскадного усилителя показана на рис.2.1 Режим по постоянному току задается источником питания , внутреннее сопротивление которого можно считать равным нулю, резистивными делителями в цепях баз транзисторов и нагрузочными резисторами и . Последние два служат для температурной стабилизации рабочей точки транзистора. Для исключения обратной связи на переменном токе эти резисторы шунтируются конденсаторами большой емкости и . - емкость монтажа, то есть емкость соединительных проводов, резисторов и др. Обычно эта паразитная емкость пренебрежимо мала и учитывается только на очень высоких частотах. При переходе к эквивалентной схеме конденсатор можно считать включенным параллельно через . Аналогично включены конденсаторы и . Емкость обычно является паразитной емкостью. Конденсатор разделяет генератор и первый каскад, построенный на транзисторе Т1, разделяет второй каскад на транзисторе и нагрузку , а каскады между собой по постоянному току. На переменном токе конденсаторы работают как соединительные элементы. Отсюда происходит название усилителя – «усилитель с RC-связями». При расчетах разделительные конденсаторы обычно относят к последующему каскаду.

Мощность резисторов рассчитывается исходя из мощности, выделяющейся на них в режиме покоя, то есть, при отсутствии входного сигнала. При этом обычно берется полуторный запас.

Разделительные конденсаторы обычно имеют большую емкость и являются, как правило, полярными. Правило включения такое. Рассмотрим на примере . Напряжение на коллекторе Т1 обычно больше, чем на базе Т2. Поэтому полюс левой обкладки конденсатора должен совпадать с одноименным полюсом источника питания, а правый – с полярностью общего провода схемы. Аналогично включаются полярные конденсаторы в цепях эмиттеров транзисторов. Рабочие напряжения разделительных конденсаторов должны быть не меньше, чем полуторное напряжение источника питания в, а конденсаторы в эмиттерных цепях – в полтора раза больше напряжения на эмиттерах транзисторов.

Каскад на Т2 по отношению к каскаду на Т1 является нагрузкой или, в общем случае, . Каскад на Т1 по отношению к каскаду на Т2 является генератором с э.д.с и сопротивлением . Таким образом, любой многокаскадный усилитель можно рассматривать покаскадно.

Рассмотрим усилительный каскад по схеме с общим эмиттером, показанный на рис. 4. Резистор номиналом несколько десятков Ом, выделен из резистора , рассчитанного на постоянном токе: . Он не зашунтирован конденсатором и, с точки зрения теории цепей, выполняет роль элемента цепи отрицательной обратной связи по току.

Определение усилительных параметров каскада проводят раздельно для трех диапазонов частот – низших, средних и высших. Параметры каскада можно определить с разной степенью точности. Для начала будем пренебрегать внутренней обратной связью транзистора по напряжению, то есть считать, что . Это обычно выполняется, так как не превышает , а однокаскадного усилителя не более 100.

 

Область средних частот

 

 

Эквивалентная схема каскада ОЭ в области средних частот

Для этой области считается, что емкости бесконечно большие, а емкость коллекторного перехода незначительна. По этой причине оказывается зашунтированным емкостью и в работе не участвует. Будем пренебрегать обратным током коллекторного перехода, а также считать, что . Тогда эквивалентная схема будет такой, как показано на рис. 5. Рези-

 

сторы базового делителя через источник питания соединены параллельно. Пунктир означает, что, если выполняется условие , то на переменном токе делитель в работе не участвует.

 

 

Входное сопротивление

.

 

Здесь применено , а так же то, что по эквивалентной схеме , а при параллельном соединении напряжения на ветках равны и общее сопротивление определяется меньшим, то есть . Откуда

 

. (2.1)

 

Из формулы следует, что значительно увеличивает входное сопротивление. Если при расчете каскада на постоянном токе выбрано , то следует уточнить входное сопротивление:

 

.

 

Выходное сопротивление

.

, т.к. .

 

И, окончательно, .

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: