Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Підсилювальні каскади змінного струму на біполярних транзисторах





Скачати 53.81 Kb.
Дата конвертації14.12.2017
Розмір53.81 Kb.
Типлекція

37

зміст

  • зміст 1
    • Підсилювальні каскади змінного струму на біполярних транзисторах 2
    • Загальні положення 2
    • Поняття про класи посилення каскадів 3
    • Метод розрахунку схем з нелінійним елементом 6
    • Підсилювач ОЕ з фіксованим струмом бази 8
    • Стабілізація режиму роботи каскадів 14
    • Схема з фіксованою напругою бази 17
    • Схемні методи стабілізації 19
    • Розрахунок параметрів підсилювача ОЕ по змінному струмі 22
    • Підсилювач ОК (емітерний повторювач) 27
    • Підсилювач ПРО 30
    • Підсилювальні каскади змінного струму на польових транзисторах 32
    • Загальні положення 32
    • Підсилювальний каскад по схемі із загальним витоком 33
    • Істоковий повторювач 37

Підсилювальні каскади змінного струму на біполярних транзисторах

загальні положення

Характерною особливістю сучасних електронних підсилювачів є різноманіття схем, за якими вони можуть бути спроектовані. Однак серед цього різноманіття можна виділити найбільш типові схеми, що містять елементи і ланцюги, які найчастіше зустрічаються в підсилюючих пристроях незалежно від їх функціонального призначення.

Сучасні підсилювачі виконуються переважно на біполярних і польових транзисторах в дискретному або інтегральному виконанні, причому підсилювачі в мікроісполненіі відрізняються від своїх дискретних аналогів, головним чином, конструктивно-технологічними особливостями. Схемні ж побудови принципових відмінностей не мають. Найбільшого поширення набули каскади на біполярних і польових транзисторах, що використовують відповідно схеми включення транзистора із загальним емітером і загальним витоком. Рідше використовуються схеми включення із загальним колектором і загальним стоком. Схеми включення із загальною базою або загальним затвором знаходять застосування тільки у вузькому класі пристроїв, наприклад у вхідних ланцюгах радіоприймальних пристроїв, що працюють в діапазоні УКХ. Розгляд таких каскадів, в силу специфіки побудови, пов'язаної з сильним впливом на їх властивості паразитних параметрів реальної конструкції каскаду, виходить за рамки цього курсу.

У технічній літературі найменування (позначення) каскаду підсилювача проводиться відповідно до схеми включення транзистора: підсилювач ОЕ, ОК, ПРО, ОІ, ОС або ОЗ. Надалі будуть розглянуті тільки принципи побудови та основні параметри каскадів, які використовують всі схеми включення біполярних транзисторів і з ОІ, ОС - для польових транзисторів.

Поняття про класи посилення каскадів

Режим роботи підсилювача визначається початковим положенням робочої точки (точки спокою) на наскрізний динамічної характеристиці підсилювального елемента, тобто на залежності вихідного струму підсилювального елемента від ЕРС (напруги) вхідного сигналу. Вид типовою наскрізний динамічної характеристики показаний на малюнку 4.1.

Малюнок 4.1. Наскрізна характеристика підсилювального каскаду

В підсилювачах використовується кілька принципово різних режимів його роботи, званих класами посилення. Для позначення різних класів посилення вживають великі латинські літери. Розрізняють п'ять основних режимів роботи підсилювального елемента - А, В, АВ, С і D. Розглянемо їх докладніше.

У режимі А робоча точка (позначена точкою РА на наскрізний характеристиці малюнка 4.1) вибирається на середині прямолінійної ділянки наскрізний динамічної характеристики. Можливо і інше розташування робочої точки. Необхідно, щоб амплітудні значення сигналу не виходили за межі лінійної ділянки наскрізної характеристики. Вихідний сигнал, в цьому випадку, практично повторює форму вхідного сигналу при відносно невеликій величині останнього. Нелінійні спотворення при цьому мінімальні. Струм у вихідному колі існує протягом всього періоду вхідного сигналу. Середнє значення вихідного струму велике в порівнянні з амплітудою (або діючим значенням) його змінної складової. Тому ККД підсилювального каскаду невисокий - 20 ... 30% Більш повний розгляд енергетичних показників роботи підсилювача в різних класах наведено в розділі 9. У зв'язку з цим режим посилення А використовують лише в малопотужних каскадах (попередніх підсилювачах), для яких, як правило, важливий малий коефіцієнт нелінійних спотворень підсилюється сигналу, а значення ККД не відіграє суттєвої ролі.

У режимі В робоча точка вибирається так, щоб струм через підсилювальний елемент протікав тільки протягом половини періоду вхідного сигналу. Підсилювальний елемент працює з так званої отсечкой. Кутом відсічення прийнято називати половину тієї частини періоду, протягом якого проходить струм. При роботі в режимі В кут відсічення 90 ° (р / 2). Струм спокою виявляється рівним нулю, але форма вихідного струму через нижнього вигину наскрізної характеристики спотворюється щодо вхідного навіть в межах проводить полупериода. В кривої струму з'являються вищі гармоніки, що призводить до збільшення нелінійних спотворень в порівнянні з режимом А. Середнє значення вихідного струму зменшується, в результаті чого ККД підсилювача досягає 60 ... 70%.

У режимі З робоча точка вибирається таким чином, щоб кут відсічення виявився <90 °. В цьому режимі забезпечується ККД до 80 ... 85%. Однак високий рівень лінійних спотворень істотно обмежує застосування його для посилення коливань.

Існує проміжний режим АВ, коли робоча точка вибирається на наскрізний характеристиці нижче, ніж в режимі А, і вище, ніж в режимі В (але все ж ближче до режиму В, на початку лінійної ділянки). Тому і показники цього режиму мають проміжне значення між режимами А і В - ККД 40 ... 50% при невисокому рівні нелінійних спотворень.

У режимах АВ, В і С вихідний струм має переривчастий характер. Тому для збереження форми вихідного сигналу зазвичай застосовують двотактні підсилювачі, які забезпечують посилення як позитивної, так і негативної напівхвилі вхідного сигналу. Особливості схемотехнического побудови подібних каскадів будуть розглянуті далі в розділі підсилювачів потужності. При резонансної навантаженні (наприклад, високодобротних резонансний контур радіопередавачів) можуть бути використані і однотактний схеми. Найбільш часто в цьому випадку застосовується режим класу С.

У всіх розглянутих раніше режимах роботи максимальний вхідний струм, а, отже, і вхідна напруга обмежуються величинами, відповідними кордоні між активним режимом роботи і режимом насичення. Загальним для всіх розглянутих режимів роботи є також той факт, що посилення вхідного сигналу супроводжується втратами потужності в транзисторі підсилювального каскаду. Абсолютна величина цих втрат для різних класів посилення різна, але вони не можуть бути зведені до нуля.

Існує тільки дві області, для яких можна вважати, що потужність, що виділяється в транзисторі, теоретично дорівнює нулю. Це режими відсічення і насичення біполярного транзистора. У цих областях втрати, існуючі в транзисторі, визначаються виключно його власними параметрами і не пов'язані з процесом посилення вхідного сигналу.

Клас посилення D, відповідає режиму роботи транзисторного каскаду, при якому в сталому режимі підсилювальний елемент (біполярний транзистор) може перебувати або в стані включено (режим насичення біполярного транзистора) або вимкнено (режим відсічення біполярного транзистора). ККД такого підсилювального каскаду близький до одиниці.

Для реалізації даного режиму роботи вхідна напруга має приймати значення або менше порогового напруги Uбе пір, або більше Uвх мах, відповідного кордоні активного режиму роботи і режиму насичення. Більш докладно особливості побудови підсилювальних каскадів, які використовують режим класу D, будуть розглянуті в розділах, присвячених імпульсній техніці.

Слід зазначити, що, строго кажучи, ККД каскаду, що працює в режимі класу D, тільки теоретично може бути дорівнює одиниці. На практиці в таких каскадах завжди присутні три складові втрат, природа яких криється в неідеальної використовуваної елементної бази. Це втрати в насиченому стані, втрати в режимі відсічення і втрати на перемикання, обумовлені рухом робочої точки на вихідних характеристиках транзистора з відсічення в насичення і назад. Однак при правильному проектуванні ці втрати завжди менше втрат в інших класах посилення.

Розглянемо побудову основних схем каскадів, які працюють в режимі класу А. Схемотехніка підсилювачів інших класів буде розглянута в розділах, присвячених підсилювачів потужності і імпульсної техніки. Почнемо з аналізу методу розрахунку схем, що містять нелінійний елемент.

Метод розрахунку схем з нелінійним елементом

Відомо, що шляхом еквівалентних перетворень будь-які схеми можуть бути зведені до послідовного включення двох елементів. При цьому характеристики елементів в загальному випадку можуть мати довільний характер. Це можуть бути або два лінійних елемента, або лінійний і нелінійний елементи, або два нелінійних елемента. При цьому один або обидва з них можуть бути керованими. Велика частина підсилювачів містить один керований нелінійний елемент (транзистор) і пасивні лінійні елементи - резистори. Наявність ємностей і індуктивностей на даному етапі не враховується. Тому шляхом перетворень схема підсилювача може бути зведена до схеми, зображеної на малюнку 4.2, а.

На схемі зображено нелінійний елемент НЕ, який через резистор R підключений до джерела напруги Еп. Нелінійний елемент управляється вхідним сигналом Uвх. Через нього протікає струм Iне і виникає ширяння напруги Uне. На підставі закону Кирхгофа маємо:

Еп = UR + Uне

Розшифровуючи величину UR на основі закону Ома, отримуємо:

Еп = Iне R + Uне. (4.1)

Малюнок 4.2. Еквівалентна схема ланцюга з нелінійним елементом

В системі координат Uне і Iне Вибір системи координат (U нє і I н.е.) визначається тим, що для керованих електронних приладів (наприклад, транзисторів) вони відповідають їх вихідним характеристикам, а для некерованих - вольт-амперних. вираз (4.1) являє собою лінію (рисунок 4.2, б):

Iне = -Uне / R + Еп / R. (4.2)

Вона проходить через точки на осях координат Еп і Еп / R. З цього випливає, що при певному струмі нелінійного елемента падіння напруги на ньому завжди буде соотвествокать значенням, що визначається за навантажувальної прямої незалежно від параметрів і характеристик нелінійного елемента (див. Зв'язок між IнеР і UнеР на малюнку 4.2, б). Ця лінія носить найменування лінії назрузкі або навантажувальної прямої. Зв'язок з характеристиками нелінійного елемента визначається залежністю струму НЕ від вхідного сигналу, що управляє Uвх.

При аналізі режимів роботи аналогових і імпульсних електронних пристроїв, коли на вході ланцюга діють одночасно постійна і змінна складові струму, користуються методом накладення для нелінійних ланцюгів.У цьому випадку спочатку ведуть розрахунок ланцюга з урахуванням тільки джерел постійного струму, визначаючи режим роботи пристрою на постійному струмі. Потім вже для цих характеристик (без урахування постійних складових струму) розраховують режим роботи пристрою на змінному струмі. На практиці постійні складові електричного сигналу підсилювача, як правило, називають напругою і струмом спокою.

Підсилювач ОЕ з фіксованим струмом бази

Нагадаємо, що найменування «підсилювач ОЕ» означає, що це підсилювач, в якому використовується біполярний транзистор (Е - означає емітер). Причому останній включений так, що емітер є загальним (буква О в найменуванні) для вхідного ланцюга і ланцюга навантаження. Найпростіша схема такого підсилювача (підсилювального каскаду в багатокаскадного підсилювачі) приведена на малюнку 4.3, а. З'єднання емітера до вхідного ланцюга і ланцюга навантаження в схемі видно явно (через спільну точку, «землю»).

Малюнок 4.3. Підсилювач з фіксованим струмом бази

Для забезпечення режиму роботи класу А, необхідно встановити відповідні цьому режиму струми електродів. Найпростіше це виходить, якщо задатися розташуванням робочої точки, точки спокою, приблизно на середині лінії навантаження (рисунок 4.3, б). Лінія навантаження даної схеми проводиться в системі координат вихідної характеристики пранзістора Uке і Ік через точки на осях координат Еп і Еп / Rк. Робоча точка Р характеризується колекторним струмом Iкр і напругою на колекторі UкеР.

На підставі виразу (4.1), з урахуванням використовуваних позначень малюнка 4.3, маємо:

Еп = URк + UкеР.

Звідки, для отримання обраного розподілу падінь напруг величина опору

. (4.3)

На малюнку 4.3, б нанесені вихідні характеристики використовуваного транзистора VT. З них випливає, що для того, щоб у подальшому ланцюгу колектора протікав струм Iкр в ланцюзі бази повинен протікати струм Iбр. Для отримання цього струму в ланцюзі бази повинен стояти резистор опором

, (4.4)

де UбеР - напруга на базі, при якому через базу йде струм Iбр. Ця напруга визначається по вхідний характеристиці використовуваного транзистора. Однак, у зв'язку з тим, що зазвичай

UбеР Еп, (4.5)

то при визначенні опору резистора в ланцюзі бази користуються більш простою формулою:

.

При невиконанні нерівності (4.5) і відсутності вхідних характеристик ісползуемого транзистора можна орієнтовно прийняти наступні значення UбеР для малопотужних транзисторів:

0,2 - 0,3 В - для германієвого транзистора;

0,3 - 0,5 В - для кремнієвого транзистора.

Можна також орієнтовно визначити робочий струм бази не вдаючись до використання вихідний характеристики транзистора:

, (4.6)

де h21Е - статичний коефіцієнт передачі струму У розділі 2.2 показано, що для низьких частот h 21Е = (див. вираз (2.18)), що дозволяє використовувати будь-який з цих позначень., який приводиться в довідкових даних на транзистор. Зазвичай необхідно використовувати середнє значення величин, наведених у довіднику.

Номінали використовуваних резисторів уточнюють відповідно до обраного поруч за точністю.

Практично розрахунок ланцюгів постійного струму закінчений: якщо поставити в ланцюзі бази і колектора резистори з знайденим опором, то можна очікувати, що ланцюгах від источнки харчування потечуть струми і встановляться вбрання розподіл напруги. Деякі коментарі до сказаного будуть приведені в наступному параграфі.

Схема малюнка 4.3, а дуже зручна для пояснення принципу роботи підсилювача і процесу посилення сигналу.

Уявімо, що в схемі використані резистори відповідно до наведеного вище розрахунком, що забезпечить обраний режим роботи підсилювача. На малюнку 4.4. він повторений, і доповнень графіком для вхідного ланцюга бази (малюнку 4.4, а): в базу тра6нзістора надходить струм Iбр при падінні напруги на ній UбеР.

Малюнок 4.4. Проходження сигналу у вхідний і вихідний ланцюгах

Розділові ємності Ср1 і Ср2 перешкоджають проникненню постійної напруги джерела живлення в ланцюзі джерела сигналу Uвх і навантаження Rн. Разом з тим, вони пропускають змінні складові сигналу.

Нехай реактивний опір ХС1 ємності Ср1 при найнижчій частоті вхідного сигналу значно менше вхідного опору підсилювача. В цьому випадку практично весь вхідний сигнал пройде через ємність, що призведе до зміни напруги бази транзистора. Почне змінюватися і струм бази. Щоб відобразити цей процес на малюнку 4.4, а проведені дві осі часу О1 і О2. До моменту t1 напруга і струм бази визначаються постійною напругою джерела живлення. Вступник змінний сигнал амплітудою Uвх приводить до зміни струму бази в межах від Іб хв до Іб мак. На малюнку показаний один період зміни сигналу за час від t1 до t2.

Згідно зі зміною струму бази буде змінюватися струм і напруга колектора. При цьому точка, відповідна змінюваному значенням струму бази, буде переміщатися по лінії навантаження (рисунок 4.4, б) в межах, визначених струмами бази Іб хв і Іб мак. Зміни струму і напруги колектора в часі відображені на осях О3 і О4. При відсутності вихідної характеристики використовуваного транзистора, змінені значення струму колектора можна визначити з виразів

Ік мак = h21Е Іб мак; Ік хв = h21Е Іб хв, (4.7)

а значення напруги на колекторі транзистора:

Uке хв = Еп - Rн Ік мак; Uке хв = Еп - Rке Ік хв. (4.8)

Зміна напруги на колекторі транзистора є джерелом зміни напруги в навантаженні: змінна складова проходить через другий розділовий конденсатор С1Р і з'являється на опорі навантаження. Якщо реактивний опір ХС2 ємності Ср2 при найнижчій частоті вхідного сигналу значно менше еквівалентного опору навантаження Rне,

, (4.9)

то практично вся змінна складова напруги колектора виділиться на навантаженні.

Необхідно звернути увагу на зміну фази сигналу в навантаженні. Збільшення вхідного сигналу призводить до зростання струму бази і, відповідно, колектора, зростання падіння напруги на Rк і зменшення падіння напруги на транзисторі. Зменшення вхідного сигналу призводить до зростання напруги на транзисторі. Таким чином, вихідний сигнал виявляється зрушеним на 1800 (нарадіан) щодо вхідного. Необхідно відзначити, що в деяких випадках навантаження розташовується в колекторної ланцюга замість Rк. У цьому випадку зміна її напруги збігається з описаним вище зміною напруги на Rк і інверсії вихідного сигналу не відбувається.

За отриманими даними можна визначити коефіцієнти підсилення підсилювача:

.

Наведений розрахунок отримав найменування графоаналитического. Зазвичай же визначення коефіцієнтів посилення проводять при проведенні розрахунку підсилювача по змінному струмі. Для цього, перш за все, необхідно на підставі принципової скласти еквівалентну схему підсилювача. Це буде виконано трохи пізніше для більш складної схеми підсилювача ОЕ, еквівалентна схема якого практично не відрізняється від еквівалентної схеми розглянутого підсилювача.

На основі побудов малюнка 4.4. сформулюємо вимоги до гранично допустимим параметрам транзистора. Нагадуємо, що гранично допустимими параметрами називаються параметри, значення яких не повинні бути перевищені в процесі роботи приладу.

У стані спокою через транзистор, на колекторі якого є напруга Uкр, протікає струм Iкр. Тому на ньому виділяється потужність, рівна

РКР = Iкр * Uкр, (4.10)

яку транзистор повинен бути здатний розсіяти в навколишній простір. Отже, постійна розсіює потужність транзистора (потужність колектора транзистора - відповідно до найменування, застосовуваним в довідковій літературі) Рк повинна задовольняти нерівності:

Рк Кзап * РКР (4.11)

де Кзап - коефіцієнт запасу по потужності, використання якого забезпечує надійну роботу приладу в реальних умовах. Зазвичай Кзап вибирається з діапазону 1,2 ... 1,5, хоча можуть бути і інші значення, зумовлені особливостями експлуатації і призначення розробляється апаратури.

Необхідно відзначити, що розрахунок виділяється потужності для підсилювача класу А ведеться по напрузі і струму спокою. Їх зміна в результаті впливу сигналу не враховується, т.к при збільшенні струму колектора зменшується падіння напруги і наоборот.д.ля підсилювачів, що працюють в режимі інших класів, в якості розрахункової величини РКР береться середня потужність.

Довідкове значення розсіюваною потужності Рк має бути визначено з урахуванням температури навколишнього середовища, в якій передбачають використовувати розробляється підсилювач.

Хто приходить змінний сигнал змінює струм і напруга транзистора, однак, підходи до їх допустимим максимальним величинам різні, в зв'язку з відмінністю в механізмі процесів, що призводять до руйнування транзистора. Імовірність пробою транзистора збільшується при збільшенні швидкості наростання напруги на колекторі. Тому гранично допустима напруга колектор-емітер має задовольняти нерівності:

Uке = Кзап * Еп. (4.12)

Коефіцієнт запасу по напрузі зазвичай вибирають з тих же передумов, що і коефіцієнт запасу по потужності.

Процес виходу транзистора з ладу у зв'язку з проходженням через нього значного струму інший, інерційний і нагадує процес руйнування від розігріву в результаті виділення електричної потужності. Тому допустимий колекторний струм визначають виходячи з струму спокою (або середнього струму для інших класів режиму роботи):

Ік = Кзап * Iкр, (4.13)

проте коефіцієнт запасу по струму зазвичай вибирають дещо більшим, ніж в попередніх випадках.

Стабілізація режиму роботи каскадів

Простота схеми з фіксованим струмом бази привели до того, що вона є однією з найпоширеніших. Однак їй притаманний ряд недоліків, усунення яких призвело до створення і використання більш складних схем.

Як видно з наведеного вище розрахунку, визначення величини опору резистора в ланцюзі бази вироблено на підставі обраного режиму роботи вихідний ланцюга транзистора і його характеристик, які узагальнено можна виразити статичним коефіцієнтом передачі струму h21Е. Разом з тим після вибору номіналу резистора Rб струм бази практично не залежить від параметрів транзистора (див. Вираз (4.6)). Він однозначно заданий (зафіксований) опором використаного резистора Rб і напругою джерела живлення. Звідси виникло і назва схеми. У той же час, струм колектора визначається не тільки цим струмом бази, але також і параметрами транзистора. А вони можуть не збігатися з тими, які були використані при розрахунку. Тому струм колектора практично завжди не збігається з очікуваним, що, в свою чергу, призводить до іншого напрузі на колекторі п порівнянні з очікуваним, тобто до іншого режиму роботи каскаду.

Розглянемо приклад.Нехай в підсилювачі за схемою малюнка 36.3, а напруга живлення Еп = 15 В і використаний транзистор КТ315Б. Його статичний коефіцієнт передачі струму, який приводиться в довіднику, знаходиться в межі 50 - 250. Середнє значення h21Е ср = 150. Задамося параметрами точки спокою:

IкеР = 10 мА; UкеР = 7,5 В.

Провівши розрахунки за методикою, викладеною в попередньому параграфі, отримуємо:

Ом; ;

Ом.

Відповідно до ряду номіналів резисторів, приймаємо Rк = 750 Ом, Rб = 22 кОм. Розбіжність номіналу Rб в порівнянні з розрахунковим значенням призведе до деякого збільшення струму спокою бази (Iбр 682 мкА) зміни параметрами розрахункової точки спокою:

Iкр = 6,82 10-4 * 150 = 10,2 мА; UкеР = 15 - 750 * 10,2 10-2 = 7,35 В.

Зміни параметрів робочої точки незначні. Однак, якщо при виготовленні конкретного екземпляра підсилювача буде використаний транзистор з граничними величинами статичний коефіцієнт передачі струму, то режим може змінитися істотно. Наприклад, при використанні транзистора з h21Е = 50

Iкр = 6,82 10-4 * 50 = 3,41 мА; UкеР = 15 - 750 * 3,41 10-3 12,4 В.

Якщо ж h21Е = 250, то

Iкр = 6,82 10-4 * 250 17 мА; UкеР = 15 - 750 * 17 10-3 2,3 В.

Як ми бачимо, зміни режиму роботи значні.

Звичайно, можна було б зменшити розбіжності або в результаті попереднього (до проведення розрахунку) вимірювання статичного коефіцієнта передачі струму індивідуально кожного примірника транзистора, або шляхом підбору (регулювання) величин опору резисторів. Не кажучи вже про ускладнення роботи, це не призводить до істотного позитивного результату, у зв'язку з наявністю так званих «дестабілізуючих чинників». До них зазвичай відносять: зміни температури та інших параметрів навколишнього середовища, старіння елементів схеми, нестабільністю джерел живлення і т.п. Вони призводять до зміни параметрів елементів схеми, зміни струмів і напруг, тобто до зміни режиму роботи каскаду.

До дестабілізуючих чинників, в першу чергу, слід віднести зміна температури навколишнього середовища, що викликає, по-перше, зміна зворотного струму колекторного переходу Iко, по-друге, зміна напруги емітерного переходу Uбе транзистора, і, по - третє, зміна його коефіцієнта передачі струму h21е. Всі ці дії призводять до зміни колекторного струму транзистора і, отже, зміни вихідного напруги підсилювального каскаду. Тому найважливішим завданням при проектуванні транзисторних підсилювачів є забезпечення саме температурної стабілізації їх режиму роботи. При такому підході часто зменшується вплив і інших впливів.

Розглянемо схемні побудови підсилювачів ОЕ, які дозволяють зменшити вплив дестабілізуючих факторів. Необхідно нагадати, що, незважаючи на зазначені вище недоліки, схему з фіксованим струмом бази дуже широко використовують. Це пояснюється тим, що при малих амплітудах вхідного і вихідного сигналів, зміщення робочої точки в багатьох випадках не має принципового значення. Тому перш ніж братися за більш складну схему, необхідно проаналізувати можливість використання простий.

Схема з фіксованою напругою бази

Схема з фіксованою напругою база-емітер приведена на малюнку 4.5. У цій схемі режим роботи транзистора задається шляхом подачі постійного смещающего напруги на базу. Напруга зсуву формується подільником напруги джерела живлення на резисторах Rб1 і Rб2. Падіння напруги на резисторі Rб2, яке одночасно є напругою емітерного переходу транзистора, має бути таким, щоб в базу надходив струм Iбр (див. Рисунок 4.4, а).

Через дільник йде струм I д. Чим він більший, тим стабільніше схема, так як зміна струму бази буде слабо впливати на величину зсуву. Однак слід мати на увазі, що струм подільника можна вибирати занадто великим, оскільки в дільнику збільшують споживання енергії, і чим більше струм I д, тим більше потужності джерела живлення буде витрачатися в цій допоміжної ланцюга. Крім того, в цьому випадку зменшуються величини опорів Rб1 і Rб2, що призводить до зменшення вхідного опору каскаду і зростання навантаження на джерело сигналу. Зазвичай струм дільника вибирають в межах (2 ... 10) Iбр.

Малюнок 4.5. Підсилювач ОЕ з фіксованою напругою бази

Розрахунок опорів дільника (після вибору його струму) проводиться за формулами:

(4.14)

Стабільність роботи схеми малюнка 4.5, а трохи перевищує схему з фіксованим струмом бази, разом з тим, має додатковий резистор. Тому вона не отримала широкого розповсюдження. Можна підвищити її стабільність, якщо замість резистора Rб2 ввести діод. Відомо, що при зміні температури статичний коефіцієнт передачі струму транзистора і падіння напруги на р-п переході змінюються в протилежних напрямках. Наприклад, при підвищенні температури h21Е зростає, а падіння напруги на р-п переході зменшується. Тому, якщо зміна температур на цих елементах буде ідентичним, то станеться часткова термокомпенсация: зменшення падіння напруги на р-п переході при збільшенні температури призведе до зменшення струму бази, що зменшить вплив зростання коефіцієнта передачі на режим роботи каскаду. При зменшенні температури навколишнього середовища буде спостерігатися зворотна картина.

Найбільш плідна реалізація термокомпенсаціонних схеми в мікроелектронному виконанні, де елементи можуть бути розташовані на невеликій відстані один від одного і проведена оптимізація їх характеристик. Варіант схеми наведено на малюнку 4.5, б, де р-п перехід утворений емітерним переходом додаткового транзистора VTд.

Схемні методи стабілізації

Найпростішою і найбільш економічною є колекторна стабілізація, представлена ​​на малюнку 4.6, а.

Малюнок 4.6. Підсилювач ОЕ з колекторної стабілізацією

Положення точки спокою забезпечується струмом Iбр, що протікає через резистор Rб. Величина Rб визначається за формулою

. (4.15)

Змінюється і вираз для визначення Rк:

. (4.16)

Хоча, в зв'язку з тим, що Iкр Iбр, одержувані величини практично не відрізняються від обчислених за формулою (4.3).

Принцип дії схеми стабілізації полягає в наступному. З ростом, наприклад, температури, Iкр починає рости, що призводить відповідно до (4.1), до зменшення UкеР. Так як опір резистора Rб постійно, то струм Iбр почне зменшуватися. Струм колектора і струм бази транзистора пов'язані між собою через статичний коефіцієнт передачі струму. Отже, зменшення струму спокою бази буде перешкоджати збільшенню струму спокою колектора Iкр, і режим роботи каскаду практично не зміниться. При зменшенні температури навколишнього середовища буде спостерігатися зворотна картина.

У схемі колекторної стабілізації малюнка 4.6, а виникає негативна паралельна зворотний зв'язок по змінному напрузі, яка зменшує коефіцієнт посилення і вхідний опір каскаду. Для усунення цієї зв'язку Rб ділять на дві частини, між ними і корпусом включають конденсатор Cб (рисунок 4.6, б). Ємність конденсатора повинна бути такою, щоб на найнижчій частоті посилення його опір змінному струму було істотно менше вхідного опору каскаду Rвх:

, (4.17)

де fн - нижня частота сигналу.

Схема колекторної стабілізації ефективна лише при великому падінні напруги на колекторної навантаженні (близько 0,5 Ек і вище) і зміни температури в межах 20 - 30 ° С.

Більш якісну стабілізацію режиму роботи транзисторного підсилювального каскаду забезпечує схема емітерний стабілізації, представлена ​​на малюнку 4.7.

Малюнок 4.7. Підсилювач ОЕ з емітерний стабілізацією

Принцип дії схеми полягає в наступному. Якщо зробити обхід по контуру резистор Rб2 - емітерний перехід транзистора - резистор RЕ, то можна записати:

, (4.18)

де IеР - струм емітера в стані спокою (IеР Iкр).

Зі зміною температури навколишнього середовища, наприклад, її ростом, зростають струми спокою колектора Iкр і емітера (IеР). При цьому збільшується падіння напруги на резисторі RЕ і відповідно до вираження (4.18) зменшується напруга на емітерний перехід. Струм бази Iбр зменшується, що обмежує зростання струму Iкр.

Для усунення послідовної негативного зворотного зв'язку по струму, яка виникає в схемі при подачі вхідного сигналу змінного струму, резистор RЕ шунтируется конденсатором СЕ.

Падіння напруги на резисторі RЕ вибирають в межі

URе = (0,05 - 0,2) Еп (4. 19)

Звідки (після вибору URе)

. (4. 20)

Величина шунтирующей ємності емітерного конденсатора знаходять із співвідношення:

, (4.21)

Опір резисторів визначають за формулами, в яких враховано падіння постійної напруги на емітерний резисторі:

(4.22)

Струм подільника, також як для попередніх схем, зазвичай вибирають в межах (2 ... 10) Iбр.

Схема емітерний стабілізації режиму роботи знаходить найбільш широке застосування, так як забезпечує хорошу працездатність підсилювального каскаду при зміні температури на 70 - 100 ° С.

Розрахунок параметрів підсилювача ОЕ по змінному струмі

До параметрів підсилювача по змінному струмі будемо відносити його коефіцієнти посилення, вхідний і вихідний опір. За ним можна уявити підсилювач у вигляді «чорного ящика» і судити про придатність підсилювача до використання.

Для розрахунку необхідно скласти еквівалентну схему каскаду, в яку включають тільки елементи, в яких виникають струми і напруги, обумовлені вхідним змінним сигналом. Еквівалентна схема будують на основі принципової, номінали елементів якої визначені при її розрахунку по постійному струму. Продемонструємо принцип її складання для найскладнішою з розглянутих схем - підсилювача з емітерний стабілізацією (рисунок 4.7).

Малюнок 4.8. Еквівалентна схема підсилювача з емітерний стабілізацією

Джерело сигналу зображений у вигляді ідеального генератора змінної напруги ес з внутрішнім вихідним опором Rг. Сигнал, проходячи через розділовий конденсатор Ср1, викликає струми в ланцюгах підсилювача. Перш за все, виникає струм в резисторі Rб2, який замкнутий на землю. З'явиться ток і ланцюги резистора Rб1, який через внутрішній опір джерела живлення Rи також замикається на землю.

Транзистор VT представлений його Т-образної схемою заміщення, що містить диференціальні опору rб, rе, rк і залежний джерело струму h21е * Іб. У його вхідний ланцюга виникає змінний струм бази Іб. Струм колектора в основному буде обумовлений джерелом струму, струм емітера - сумою зазначених струмів. Колекторний струм замикається на землю через ланцюг - резистор Rк, внутрішній опір джерела живлення Rи. Через розділовий конденсатор Ср1 сигнал, обумовлений струмом Ік з'являється в навантаженні. У ланцюзі емітера струми замикаються на землю через Се і Rе.

Для середніх частот робочого діапазону еквівалентна схема підсилювача може бути спрощена.Спрощення проводять на підставі обліку співвідношень (4.9), (4.17), (4.21) і на основі того, що ємність колекторного переходу істотно менше за інших ємностей. Тому всіма розділовими ємностями і ємністю колекторного переходу можна знехтувати. Мале опір Се шунтирует зовнішній резистор Rе, практично під'єднуючи емітер до землі. В результаті отримаємо схему малюнка 4.9.

Малюнок 4.9. Еквівалентна схема підсилювача для середніх частот

Нагадуємо, що коефіцієнти посилення визначаються, як відношення струму, напруги та потужності сигналу навантаження до відповідних величинам на вході. Їх можна визначити виходячи з наведеної схеми. Однак, найбільш часто коефіцієнти обчислюють за більш простими формулами. Такий підхід виправданий у зв'язку зі значним розкидом параметрів використовуваних транзисторів і резисторів. Так, наприклад, коефіцієнт посилення по току найбільш часто приймають рівним статичному коефіцієнту передачі струму в схемі ОЕ, тобто

. (4.23)

Насправді він дорівнює. Порівнюючи цей вираз з (4.23), можна побачити такі відмінності. Як видно їх малюнка, чисельник у формулі (4.23) завищений, а знаменник - занижений, що має привести до більш високих оцінок величини коефіцієнт посилення по току при пропонованому його визначенні по (4.23). Тому, щоб зберегти простоту знаходження Ki, пропонується вважати його рівним мінімального значення h21е, яке наводиться в довідковій літературі на використовуваний транзистор:

. (4.23)

Проведемо деякі очевидні перетворення коефіцієнта посилення по напрузі:

, (4.24)

де Rк вх - вхідний опір каскаду;

Rн екв еквівалентний опір навантаження, яке визначається паралельним з'єднанням Rк і Rн:

. (4.25)

Вхідний опір каскаду визначається паралельним з'єднанням резисторів подільника Rб1, Rб2 і вхідним опором транзистора:

, (4.26)

де Rтр вх - вхідний опір транзистора, яке можна визначити з виразу

,

де Urб і Urе - падіння напруги на диференціальних опорах бази і емітера транзистора. Їх розшифровка призводить до наступного:

. (4.27)

Найчастіше, це опір і визначає величину вхідного опору каскаду. З огляду на великий опір диференціального резистора обратносмещенного колекторного переходу, для вхідного опору каскаду маємо:

. (4.28)

4.8. Характеристики підсилювача ОЕ в області нижчих і вищих частот

Еквівалентна схема каскаду для нижчих частот представлена ​​на малюнку 4.10, а.

Малюнок 4.10. Еквівалентна схема підсилювача ОЕ для нижчих (а) і вищих (б) частот

У порівнянні з вихідною схемою малюнка 4.8. на ній виключені опору джерел живлення і ємність колекторного переходу в зв'язку з незначністю їх впливу при низьких частотах змінного сигналу. На передачу сигналу істотний вплив роблять ємності Ср1, Ср2 і Се, реактивний опір яких збільшується. При цьому розділові ємності Ср1 і Ср2 перешкоджають проходженню сигналу з входу каскаду на його вихід, зменшуючи тим самим коефіцієнт підсилення каскаду в області нижчих частот.д.ействіе блокує ємності дещо інше - в області нижчих частот вона перестає шунтировать резистор, Rе і коефіцієнт посилення каскаду зменшується за рахунок дії негативного зворотного зв'язку. Як було зазначено раніше, для кількісної оцінки зменшення посилення використовують коефіцієнт частотних спотворень, який для даної схеми з достатньою точністю можна визначити за формулою:

, (4.29)

де, (4.29)

Якщо заданий загальний коефіцієнт частотних спотворень Мн на весь каскад, то цю величину слід розподілити між елементами, що зменшують передачу сигналу в області нижчих частот і потім визначити необхідні значення ємностей. Наприклад, перехідну ємність Ср1 можна обчислити за формулою

де МР1 - частка частотних спотворень, яка припадає на дану ємність, причому

Еквівалентна схема каскаду в області вищих частот показані на рис.4.10, б. З підвищенням частоти зменшується коефіцієнт h21е і збільшуються шунтуючі дію ємності колекторного переходу Ск, Все це призводить до зменшення посилення в області вищих частот. Кількісно зменшення коефіцієнта посилення в порівнянні з середніми частотами оцінюють за допомогою коефіцієнта частотних спотворень модуль коефіцієнта посилення в області вищих частот.

Коефіцієнт частотних спотворень в області вищих частот на частоті fВ для каскаду ОЕ можна оцінити за формулою:

МВ = ?? 1 + (2 fВ * (Rк + Rн) * Ск * (h21е + 1)) 2, (4.30)

де Ск - довідкове значення ємності колекторного переходу для схеми ОЕ.

Підсилювач ОК (емітерний повторювач)

Схема підсилювача ОК зображена на малюнку 4.11.

Малюнок 4.11. Підсилювач ОК

Розрахунок елементів схеми по постійному струму практично не відрізняється від подібного розрахунку елементів підсилювачів ОЕ. Після вибору робочої точки (рисунок 4.11, б), що визначає режим роботи каскаду, а також струму дільника в ланцюзі бази (співвідношення (4.16)) знаходять опору резисторів:

(4.31)

На відміну від підсилювача за схемою ОЕ схема із загальним колектором НЕ інвертує вхідний сигнал. Дійсно, якщо на вхід емітерного повторювача подати збільшується напруга, то це призведе до збільшення емітерного струму транзистора і відповідного збільшення його вихідної напруги. Тому вхідний і вихідний сигнали в схемі будуть змінюватися в фазі.

Змінна напруга, що знімається з Rне, через розділовий конденсатор Ср2 проникає в навантаження. Еквівалентна схема каскаду по змінному струмі представлена ​​на малюнку 4.12.

Малюнок 4.12. Еквівалентна схема підсилювача ОК

На схемі штриховий лінією зображено вихідний опір джерела живлення Rи. Як було зазначено раніше, воно незначно і їм нехтують. Тому колектор транзистора виявляється заземленим, тобто він є загальним для вхідний і вихідний ланцюга. Що і пояснює найменування підсилювача (підсилювач ОК), хоча з малюнка 4.11, а цього явно не видно.

У порівнянні з попередніми схемами дільник в ланцюзі бази представлений своїм еквівалентним опором Rд, яке обчислюється виразом:

., (4.32)

Визначимо вхідний опір транзистора подібно до того, як це було зроблено в розділі 4.7:

, (4.33)

де Rн екв - еквівалентний опір навантаження:

. (4.34)

Вираз (4.33) говорить про те, що в емітерний повторювачі можна отримати дуже великі значення вхідного опору. Це є одним з основних достоїнств каскаду ОК.

Остаточне вираз (4.33) було отримано на основі врахування того, що

.

Вважаючи, як і для попередніх схем, що весь струм вихідного електрода (емітера) йде в навантаження, отримуємо вираз для визначення коефіцієнта посилення по току:

. (4.35)

Проведемо деякі очевидні перетворення коефіцієнта посилення по напрузі:

. (4.36)

Отже, напруга сигналу на виході при підключенні навантаження в ланцюг емітера не збільшується - воно практично дорівнює вхідному (в спрощення при виведенні співвідношення (4.36) не було враховано вхідний опір подільника Rд). Цим пояснюється найменування підсилювача - емітерний повторювач.

Аналогічно підсилювача ОЕ спад посилення на нижчих частотах емітерного повторювача визначається дією Ср1 і Ср2, а на вищих - параметрами транзистора. При виборі розділових ємностей використовують співвідношення, аналогічні наведеним раніше.

Вихідний опір каскаду

.

Зі сказаного випливає, що каскад емітерного повторювача найбільш зручний для узгодження високоомних джерел сигналу з низкоомной навантаженням (Rвх - велике, Rвих - мало, Ki - велике).

Мале вихідний опір каскаду робить його ідеальним при узгодженні підсилювача з ємнісний навантаженням.

Підсилювач ПРО

Принципова і еквівалентна схема по змінному струмі підсилювача ПРО зображені на малюнку 4.14.

Малюнок 4.14. Підсилювач ПРО

Розрахунок опорів резисторів (після вибору режиму роботи каскаду) проводиться за формулами (4. 20) і (4.21). Якщо виконати співвідношення

, (4.37)

то отримаємо еквівалентну схему для середніх частот (рисунок 4.14).

Малюнок 4.14. Еквівалентна схема підсилювача ПРО для середніх частот.

Застосувавши спрощення, які були використані при розрахунках попередніх схем, отримаємо:

,

. (4.38)

Вхідний опір каскаду визначається виразом (4.26). Вхідне в нього вхідний опір транзистора

. (4.39)

значно менше опору резисторів дільника в ланцюзі бази (rе Rб1 і rе Rб2).

Еквівалентний опір навантаження Rн екв визначається паралельним з'єднанням Rк і Rн (див. Вираз (4.25)). Тому, якщо rе Rк і rе Rк вх, то підсилювач ПРО буде мати дуже великим коефіцієнтом посилення по напрузі:

, (4.40)

З огляду на великий опір диференціального резистора обратносмещенного колекторного переходу для вхідного опору каскаду маємо:

. (4.41)

Підсилювальні каскади змінного струму на польових транзисторах

загальні положення

У побудові та методах розрахунку підсилювачів на основі польових транзисторів дуже багато спільного з побудовою і розрахунком підсилювачів на біполярних транзисторах. Також є три основні схеми, які отримали назви відповідно до електродом, який є загальним для вхідний і вихідний ланцюга: ОИ, ОС і ОЗ. Правда, остання, із загальним затвором практично не застосовується, тому що при цьому не вдається використовувати один з найважливіших параметрів польових транзисторів - їх великий вхідний опір.

На усилительном каскаді з польовим транзистором можна забезпечити роботу в будь-якому з описаних раніше класів посилення. Аналогічно, за винятком вихідних каскадів в основному використовується режим класу А, який ми і будемо розглядати.

Підсилювальні каскади на польовому транзисторі, перш за все, застосовують у вхідних каскадах підсилювачів. Пояснюється це наступними перевагами польового транзистора перед біполярним:

більше вхідний опір, що спрощує його узгодження з високоомним джерелом сигналу;

як правило, менший коефіцієнт шуму, що робить його більш привабливим при посиленні слабких сигналів;

велика власна температурна стабільність режимів спокою.

Разом з тим, каскади на польових транзисторах зазвичай характеризуються меншим коефіцієнтом посилення по напрузі, що і обмежує їх застосування при побудові проміжних каскадів.

Також як і в попередньому розділі, розрахунок каскади на польових транзисторах для обраної схеми проводить в три етапи:

визначають режим роботи підсилювача;

проводять розрахунок елементів принципової схеми по постійному струму;

визначають параметри підсилювача по змінному струмі на основі еквівалентної схеми.

В подальшому, щоб забезпечити простоту і однозначність аналізу будемо розглядати транзистори з каналом п-типу, а заземленим в джерелі живлення вважатимемо його негативний полюс, щодо якого і будемо визначати всі напруги. При цих умовах напруга на стоці має бути позитивним в порівнянні з напругою на початку. (При р каналі навпаки: заземляется позитивний полюс і напруга на стоці менше, ніж на початку)

Схема технічні рішення, що застосовуються при побудові каскадів на польових транзисторах, багато в чому схожі з рішеннями, використовуваними при побудові каскадів на біполярних транзисторах. Є ряд особливостей польових транзисторів, обумовлених, насамперед, відмінностями вхідних характеристик трьох типів польових транзисторів і, крім того, практично відсутністю струму затвора, на який зазвичай подається вхідний сигнал.

Підсилювальний каскад по схемі із загальним витоком

Відмінності вхідних (стокозатворних) характеристик різних типів польових транзисторів, призводить до різних схемотехническим побудов каскадів на ПТ різних типів, що стосуються, перш за все, схем завдання режиму роботи. У схемах на польових транзисторах з керуючим р-п переходом напруга на їх затворі повинно бути негативним у порівнянні з напругою на початку. У цьому випадку забезпечується закрите (замкнене) стан переходу. На польових транзисторах з ізольованим затвором і вбудованим каналом напруга затвора може бути будь-яким - як негативним, так і позитивним по відношенню до витоку. На польових транзисторах з ізольованим затвором і індукованим каналом напруга затвора може бути тільки позитивним по відношенню до витоку. Відсутність вхідних струмів на затвор дозволяє забезпечити необхідний розподіл напружень тільки за рахунок зовнішніх резисторів і схем їх з'єднань.

На малюнку 5.1 наведені три типові схеми підсилювача ОІ, що забезпечують отримання обраного режиму роботи на польових транзисторах різних типів. Креслення першої схеми є найбільш повним - на ній показані розділові конденсатори, що відокремлюють по постійному струму каскад від джерела сигналу і навантаження. На наступних розділові конденсатори не наведено - вхід і вихід змінного сигналу показані стрілками.

Малюнок 5.1. Підсилювальні каскади ОІ на польових транзисторах

Найбільш загальною є схема малюнка 5.1, б. Її називають схемою з Істоковий стабілізацією. Вона подібна до схеми малюнка 4.7, де зображено каскад з емітерний стабілізацією на біполярному транзисторі. Істоковий стабілізація може бути виконана незалежно від типу застосованого польового транзистора. Для того щоб уникнути зменшення коефіцієнта посилення резистор Rи шунтируют конденсатором Сі. Величина шунтирующей ємності емітерного конденсатора знаходять із співвідношення, аналогічного (4.21):

, (5.1)

Режим роботи каскаду на польових транзисторах визначається постійною напругою між затвором і витоком. Для схеми з Істоковий стабілізацією маємо:

, (5.2)

де I д, I та - струми резистивного дільника і витоку транзистора.

У схемі малюнка 5.1, а відсутній дільник напруги джерела живлення (I д, = 0), тому вона може бути використана для завдання робочої точки в транзисторах, робота яких можлива при негативних напругах на затворі. Таке включення називається схемою автоматичної подачі зміщення. Її застосування найбільш оптимально в каскадах на польовому транзисторі з керуючим р-п переходом.

Друга схема дозволяє отримати на затворі як негативні (URu »URд2), так і позитивні (UR Д2» URu) напруги. У третій схемі Rи = 0, відповідно, напруга на затворі може бути тільки позитивним. Тому її застосовують тільки для МОП (МДП) транзисторів з індукованим каналом.

Необхідно відзначити, що всі схеми дозволяє забезпечити режим термокомпенсации (див. Розділ 2.6). Для цього необхідно подати на затвор напруга, відповідне термокомпенсаціонних точці стокозатворной характеристики (див. Рисунок 2.13). На жаль, такий вибір робочої точки не завжди можливий т.к часто необхідно робота при великих токах стоку, ніж струм відповідний термокомпенсации.

Вибір типу польового транзистора проводиться на основі тих же вимог до його гранично допустимим параметрам, які були сформульовані в попередньому розділі (вираження (4.10) - (4.13)) стосовно до біполярного транзистору.

Для визначення основних параметрів каскаду по змінному струмі звернемося до його схемою заміщення, наведеної на малюнку 5.2, а. Дана схема справедлива для області середніх частот. При її формуванні використані всі допущення, що і при складанні схеми підсилювача ОЕ малюнка 5.9. Наприклад, враховано співвідношення (5.1). Опущені всі ємності, які характеризують ПТ (див. Еквівалентну схему ПТ малюнка 2.13).

Малюнок 5.2. Еквівалентна схема підсилювача ОІ для середніх частот

Вхідний опір в основному визначається опором резисторів, підключених до затвору. Для схеми малюнка 5.1, а Rвх = Rз, для двох інших

. (5.3)

Визначимо коефіцієнт посилення каскаду по змінному струмі. З еквівалентної схеми малюнка 5.2, з урахуванням того, що Uзи = Uвх, знаходимо

, (5.4)

,

(5.5)

де Кu і Кi - коефіцієнти підсилення по напрузі і току,

S - крутизна стокозатворной характеристики польового транзистора;

Rвих - вихідний опір підсилювача;

(5.6)

Як і для підсилювача на біполярному транзисторі, для кількісної оцінки зменшення посилення використовують коефіцієнт частотних спотворень, який на нижніх частотах з достатньою точністю можна визначити за формулою (4.29). Еквівалентна постійна часу

;

.

Також як і для підсилювача на біполярному транзисторі, якщо заданий загальний коефіцієнт частотних спотворень Мн на весь каскад, то цю величину слід розподілити між окремими спотворюють в області нижчих частот ланцюгами і потім визначити необхідні значення ємностей.

Коефіцієнт частотних спотворень в області вищих частот на частоті fВ для каскаду ОІ можна оцінити за формулою:

МВ = ?? 1 + (2 fВ ФВ) 2, (5.7)

де

;

Сз і, Сз с, Сс і - довідкове значення міжелектродних ємностей транзистора.

істоковий повторювач

Типова схеми истокового повторювача наведена на малюнку 5.3, а.

Малюнок 5.3. істоковий повторювач

Вибір типу транзистора і опору резисторів визначається необхідністю забезпечити необхідний режим роботи підсилювального каскаду. Вони виконуються за методиками, викладеним стосовно підсилювальним каскадам інших типів.

Розглянемо основні параметри каскаду по змінному струмі. В результаті обходу по контуру, показаному на малюнку 5.3, а, для змінного сигналу можемо записати:

.

При виході останнього виразу знехтували падінням напруги частини сигналу на розділової ємності С1р. З нього отримуємо:

.

Для вихідної напруги сигналу

.

Звідки

(5.8)

Якщо виконується умова S Rн екв >> 1, то схема працює як повторювач (істоковий) напруги вхідного сигналу. Коефіцієнт посилення буде тим ближче до одиниці, чим більше крутість польового транзистора і більше опір еквівалентної навантаження. Величина останньої визначається виразом:

. (5.9)

Коефіцієнт посилення по струму і вихідний опір:

(5.10)

Вхідний опір в основному визначається опором резисторів, підключених до затвору. Для схеми малюнка 5.3, а Rвх = Rз, в разі використання дільника - см. (Вираз (5.3)).

...........


  • Підсилювальні каскади змінного струму на біполярних транзисторах
  • Поняття про класи посилення каскадів
  • Метод розрахунку схем з нелінійним елементом
  • (U нє і I н.е.)
  • Підсилювач ОЕ з фіксованим струмом бази
  • Стабілізація режиму роботи каскадів
  • Схема з фіксованою напругою бази
  • Схемні методи стабілізації
  • Розрахунок параметрів підсилювача ОЕ по змінному струмі
  • Підсилювач ОК (емітерний повторювач)
  • Підсилювач ПРО
  • Підсилювальні каскади змінного струму на польових транзисторах
  • Підсилювальний каскад по схемі із загальним витоком
  • істоковий повторювач