Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [42] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

сопротивлением 50 Ом, вызывает значительное уменьшение выходного напряжения. Однако это справедливо лишь до тех пор, пока сохраняется линейный режим работы. При выходе за пределы линейного режима наступает ограничение амплитуды колебаний из-за отсечки коллекторного тока или захода колебаний в область насыщения. В этом случае даже подключение больших сопротивлений на выходе приводит к значительному уменьшению выходного напряжения вследствие ограничения. Это легко уяснить из ранее приведенного рис. 5,29, а.

Пусть, например, выбрана рабочая точка М. Она соответствует напряжению источника питания Un=lO В, напряжению коллектор - эмрттер t/ff3 = 2 В, постоянному напряжению на эмиттере относительно земли для эмиттерного повторителя "3= 10-2=8 В и току коллектора /к«7 мА. Нетрудно убедиться, что показанная на рис. 5.29, а линия переменного сопротивления R~

(2/7) кОм»300 Ом пересекает ось абсцисс в точке 4 В, что дает предельную амплитуду выходного напряжения (7т = 4-2 = 2 В. Если R~ уменьшается в 10 раз, то эта линия идет круче и предельная амплитуда также уменьшается в 10 раз, т. е. падает до 0,2 В.

Отсюда видно, что если необходимы достаточно большие амплитуды выходного напряжения, то рабочую точку желательно смещать вверх и работать не при исходном токе 7 мА, показанном на рис. 5.29, а, а при значительно большем.

О возможности ограничения амплитуды на выходе повторителя иногда забывают, когда к его выходу подключают малые сопротивления. Например, пусть к эмиттерному повторителю через переходный конденсатор подключен коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, нагруженный на конце не сопротивление, равное волновому. В этом случае при амплитуде 2 В на нагрузке 50 Ом (точнее, при R~ =/?э/?„=бО Ом) амплитуда тока /т=2/50= =4-10~2 А=40 мА. Так как постоянная составляющая эмиттерного тока должна быть не меньше амплитуды переменной составляющей, то рабочую точку М, следует сместить вверх, по крайней мере, до 40 мА. При этом постоянное сопротивление в цепи эмиттера согласно рис. 5.29, а /?э= (10-2)/40=0,2 кОм.

Для реальных характеристик транзистора, ограниченных снизу током /дэо и слева режимом насыщения, рабочая точка должна быть дополнительно смещена вверх и вправо.

Таким образом, эмиттерный повторитель при малом сопротивлении генератора и большом сопротивлении нагрузки имеет большое входное сопротивление и малое выходное и коэффициент усиления по напряжению, близкий к единице.

Б.14. ВЛИЯНИЕ НЕЗАШУНТИРОВАННОГО ЕМКОСТЬЮ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПИ ЭМИТТЕРА

В схеме с ОЭ в цепь эмиттера часто включают резистор, имеющий сопротивление Rg для стабилизации режима транзистора по постоянному току. Параллельно резистору обычно включается конденсатор. Однако его емкость может быть недостаточной. В этом случае ее влияние неодинаково для различных частот.

Рассмотрим влияние сопротивления в цепи эмиттера на примере каскада усилителя, схема которого показана на рис. 5.46. В этой схеме сопротивления делителя на- рис, 54 схема усилителя сОЭ пряжения в цепи базы, задающего с резистором в цепи эмиттера




Рис. 5.47. Эквивалентная схема усилителя на рис. 5.46

ИСХОДНЫЙ режим транзистора, в соответствии с теоремой Тевенина отнесены к источнику сигнала. Используя упрощенную эквивалентную схему транзистора, получаем эквивалентную схему усилителя, показанную на рис. 5.47.

Коэффициент передачи тока. Пользуясь эквивалентной схемой, находим

Ri = lull б = -IJh = -hiohlh = -hxo. (5.107)

Следовательно, коэффициент передачи тока не зависит от сопротивления в цепи эмиттера и равен -/i2ia.

Входное сопротивление. По определению = С/аж вж. В рассматриваемом .случае

Hex = иНххэ- 1Лэ = /б! 1э-Ь /б.(/l21э -Ы ) 2э,

откуда

Zex = hnB+lh2io+\)Z,. (5,108)

Из данного выражения видно, что незашунтированное сопротивление, включенное в цепи эмиттера, увеличивает входное сопротивление.

Хотя коэффициент усиления по току самого транзистора при этом не изменяется, может иметь место значительное уменьшение усиления тока в схеме из-за его ответвления в другие цепи, например в цепи стабилизации напряжения базы, а также в цепь коллекторного сопротивления предыдущего каскада.

Это хорошо видно из рис. 5.48, где переменный коллекторный ток транзистора VT1 разветвляется на токи /ь /г, h и lex- Ток можно считать постоянным и не зависящим от входного сопротив-

о и г.


Рис. 5.48. К определению емкости Сэ



Г"

ления транзистора VT2, поэтому при увеличении входного сопротивления VT2 его входной ток уменьшается.

Коэффициент передачи напряжения. В соответствии с определением коэффициент передачи напряжения

K==(JJUex= [Inlh) {ZJZex) Kl(ZJZ,x). (5.109)

Так как Zex значительно увеличивается при наличии в цепи эмиттера сопротивления Zg, коэффициент усиления напряжения значительно уменьшается по сравнению со случаем, когда 2э=0.

Подставляя в (5.109) выражение для Zex, находим

К -h2M[hno+ ih2io+l)Zg]. 15.110) Если

(/I21«+I)2a>/Jlla, :(5.111)

K-ZJZg. :(5.112)

Данное выражение показывает, что при выполнении условия (5.111) усиление напряжения не зависит от параметров транзистора, а определяется отношением сопротивлений в цепи коллектора и эмиттера.

Пример. Пусть Aii3=l,3 кОм; /i2u = 50; 2„=/?в = 2,7 кОм; Za=i?s = = 0,5 кОм. Требуется найти К-

Так как условие (5.111) выполняется, то К«-/?к ?э = -2,7/0,5=-5,4.

Необходимая емкость, шунтирующая сопротивление в цепи эмиттера. Чтобы исключить падение напряжения от протекания переменной составляющей тока эмиттера, параллельно эмиттерному резисторы Rg включают конденсатор Сд (см. рис. 5.48). Конденсатор оправдывает свое назначение, если выполняется условие

Xco<Rg. ;(5.113)

Однако это условие не всегда абсолютно необходимо. В самом деле, если Rg очень мало, то падение переменного напряжения на нем очень мало и конденсатор Сд можно не включать.

Для определения необходимой шунтирующей емкости Сд сравним сопротивления Ra + hug и Rs + hu3+ {h2i3+l)Zg, соответственно определяющие входной ток транзистора при бесконечной и конечной емкостях Сд. Чтобы ток во втором случае мало отличался от тока в первом случае, необходимо выполнить условие

{h2ia+l)ZgRg + hus. (5.114)

Можно считать, что 2= I/jcokC (сок -нижняя граничная частота усилителя), если емкостное сопротивление в несколько раз меньше сопротивления Rg. В результате сложения сопротивлений г + иэ и 2э=1/](0кСэ в квадратуре вместо неравенства j(5.I14) Достаточно выполнить равенство

ih2lo+l)Xcs=iRa + hiig)/3,

9* 13,



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [42] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0013