8.2. Анализ работы каскада в области сч

В области СЧ выполняются условия (8.4):

, .

(8.4)

Эквивалентная схема в области СЧ представлена на рис. 8.4.

Рис.8.4. Эквивалентная схема выходной цепи каскада предварительного усиления по схеме ОИ в области СЧ

Так как в схеме нет реактивных элементов, то в области СЧ усиление не будет зависеть от частоты. Выходное напряжение и коэффициент усиления для схемы на рис.8.4 определяются по (8.5) и (8.6):

,	(8.5)
.	(8.6)

То есть коэффициент усиления прямо пропорционален крутизне транзистора и сопротивлениям , и .

В области СЧ определяется номинальный коэффициент усиления. Отсюда можно определить проводимость цепи стока , при которой обеспечивается номинальный коэффициент усиления :

.

(8.7)

Предельное значение коэффициента усиления, которое может дать транзистор в рабочей точке:

.

(8.8)

Выбор транзистора по усилению следует делать из условия (8.9).

.

(8.9)

После выбора рабочей точки транзистора разработчик должен проверить подходит ли транзистор по усилительным свойствам.

Для обеспечения стабильности работы каскада рекомендуется выбирать : , .

8.3. Анализ работы каскада в области вч

В области ВЧ сопротивление разделительного конденсатора стремится к нулю, а сопротивление емкости соизмеримо с остальными сопротивлениями в эквивалентной схеме (рис.8.3):

, .

(8.10)

Эквивалентная схема в области ВЧ представлена на рис. 8.5.

Рис.8.5. Эквивалентная схема выходной цепи каскада предварительного усиления по схеме ОИ в области ВЧ

В такой схеме (рис.8.5) с увеличением частоты влияние ёмкости будет возрастать, пока при достаточно большой частоте не приведёт к КЗ в выходной цепи, т.е. .

Коэффициент усиления в ВЧ области:

,

(8.11)

где – постоянная времени усилительного каскада в области ВЧ.

Частотные искажения на верхней граничной частоте оцениваются по формуле (8.12):

,

(8.12)

где .

Модуль комплексного значения величины частотных искажений определяются по формуле (8.13):

.

(8.13)

При заданных искажениях на заданной верхней граничной частоте можно определить постоянную времени в области ВЧ :

.

(8.14)

Таким образом, заданные частотные искажения обеспечиваются при эквивалентном сопротивлении (8.15):

.

(8.15)

Сопротивление цепи стока , при котором обеспечиваются заданные частотные искажения , определяется по (8.16):

.

(8.16)

При этих условиях коэффициент усиления определяется по (8.17):

.

(8.17)

Следовательно, чем меньше сопротивление цепи стока , тем выше будет верхняя граничная частота , поскольку при меньшем значении сопротивления стока шунтирующее влияние ёмкости будет уменьшать коэффициент усиления на более высоких частотах.

Чем больше номинальный коэффициент усиления каскада , тем меньше будет полоса пропускания , поскольку для ШУ . Существует оптимальная полоса пропускания усилительного каскада (8.18).

.

(8.18)

Уравнение (8.18) задаёт оптимальное соотношение между коэффициентом усиления и полосой пропускания .

Выбор транзистора по частотным свойствам и усилению следует проводить согласно условию (8.19):

.

(8.19)