4. О пределение низкочастотных и высокочастотных параметров транзистора выходного каскада в средней точке.

Для расчета выходного каскада импульсного усилителя необходимо определить четыре низкочастотных ( ) и три высокочастотных ( ) параметра транзистора в средней точке. Для определения g – параметров в средней точке можно воспользоваться входными и выходными статистическими характеристиками, а также справочными значениями (см. табл. 2)g – параметров, пересчитав их к нужному положению рабочей точки транзистора. В нашем случае возьмем справочные значения и пересчитаем их в средней точке. Для этого найдем координаты средней точки по выходным статистическим ВАХ транзистора (рис. 3.4.1.). Причем средняя точка (В) лежит на рабочем отрезке нагрузочной прямой и имеет координату по оси тока коллектора равную

Рис. 3.4.1. Выбор положения средней точки нагрузочной прямой транзистора в выходном каскаде импульсного усилителя.

По оси напряжения коллектор – эмиттер находим координату средней точки:

.

З ная значение тока коллектора в средней точке, рассчитаем g – параметры, для которых выполняется условие (малой величиной обратной проводимости передачи обычно пренебрегают и принимают ):

Проверим правильность нахождения g – параметров:

По уже известным g–параметрам и координате средней точки, определим высокочастотные параметры: емкость коллекторного перехода , объемное сопротивление базы и постоянную времени транзистора .

Величину емкости коллекторного перехода при напряжении на коллекторе в средней точке рассчитаем, воспользовавшись следующей формулой:

где – справочное значение емкости, измеренное при напряжении (см. табл. 2):

Объемное или распределенное сопротивление базы приведено в табл. 2:

Постоянную времени транзистора в средней точке рассчитаем по следующей формуле:

где – крутизна транзистора (проводимость прямой передачи) в средней точки; – граничная частота транзистора; – параметр, зависящий от типа и технологии производства транзистора. Для нашего транзистора выберем , подставив все значения в формулу получим:

5. Р асчет коэффициента усиления и времени установления выходного каскада по переменному току.

Для расчета коэффициента усиления и времени установления выходного каскада воспользуемся низкочастотными и высокочастотными параметрами транзистора, вычисленными в средней точке(см. п. 3.4.), эквивалентным сопротивлением и эквивалентной постоянной времени . Кроме того для коэффициента усиления и времени установление необходимо выполнение условия:

Так как нагрузкой выходного каскада является активное сопротивление , то эквивалентное сопротивление находиться по формуле:

учитывая то, что сопротивление мало влиянием низкочастотного параметра пренебрегаем, при этом получаем что эквивалентное сопротивление равно полному сопротивлению нагрузки выходного каскада по переменному току:

Рассчитаем коэффициент усиления выходного каскада, зная эквивалентное сопротивление и крутизну транзистора в средней точке:

.

Чтобы определить время установления выходного каскада без ООС нужно найти эквивалентную постоянную времени:

где – постоянную времени транзистора в средней точке; , –постоянные времени, причем емкость нагрузки равна емкости монтажа и выбирается в пределах 5…10пФ. Поэтому для нашего каскада выберем и рассчитаем постоянные времени:

.

По уже рассчитанным параметрам находим эквивалентную постоянную времени:

.

Тогда время установления выходного каскада равно:

Таким образом, получаем, что коэффициент усиления и время установления выходного каскада слишком большие, т.е. условие не выполняется. Следовательно нужно вводить отрицательную обратную связь (ООС) по току (эмиттерная коррекция).