2.1 Визначення коефіціента підсилення за напругою

Проводиться аналогічно підрозділу 1.1

2.2 Вибір напруги живлення

Якщо напруга живлення не задана у технічному завданні, то ії також можна розрахувати за (1.5). За використанням тількі колекторної стабілізації, тобто R_е = 0, отримаємо:

Е_Ж  2 U_{вих m} + U_{ке нас} (2.1)

Але, користуючись (2.1), необхідно мати на увазі, що занадто малі розрахункові значення Е_Ж < 3B призведуть до малих значень U_КЕ0  2В, що також не доцільно, оскільки підсилювальні властивості транзистора погіршуються, а вхідний та вихідний опори каскаду зменшаться. Аналогічно, як і в пункті 1.2, значення Е_ж вибирають з стандартного ряду.

2.3 Вибір потенціалу спокою транзистора

З метою одержання максимального динамічного діапазону каскаду, потенціал спокою колектора покладемо V_K = Е_Ж / 2. За цього повинно виконуватися

V_K > U_{кe нас} + U_{вих m} (2.2)

2.4 Визначеня режиму роботи з постійного струму

Вибір напруги U_ке0 і струму І_к0 у робочій точці, та відповідних значень U_бе0 ,I_б0 тотожний п.п. 1.1, 1.4.2, 1.4.3 попереднього розрахунку. Тобто, для більшості випадків у попередніх каскадах: U_ке0  3…5В, І_к0 = 0.5…5 мА і повинні виконуватися.умови (1.8), (1.9), (1.11), (1.12), (1.13).

2.5 Вибір транзистора

Проводиться аналогично до підрозділу 1.5.

2.6 Розрахунок опору резистора R_K

За виконаням умов V_K = Е_Ж / 2 і I_Rк >> I_Rзз з рисунка 2.1 випливає:

R_K  Е_Ж /(2 I_K0) (2.3)

Тепер можна розрахувати амплітуду змінної складової струму колектора:

I_Km = U_{вих m} / R_H~ = U_{вих m} / (R_K||R_H) = U_{вих m} / R_K + U_{вих m} / R_H (2.4)

Після розрахунку I_Km за (1.11) необхідно перевірити виконання (1.11), а саме I_K0  1,5 I_Km.

2.7 Розрахунок резистора зворотного зв’язку Rзз

Опір резистора R_зз визначиться як:

R_ЗЗ = (Е_Ж / 2 -U_бео) / I_бо (2.5)

2.8 Розрахунок параметрів каскаду

Якісні характеристики каскаду багато в чому залежать від наскрізного фактору зворотного зв’язку, який для зв’язку Y – типа дорівнює:

F = 1 – Y*₁₂Y₂₁/[(Y₁₁ + Y_ДЖ)(Y₂₂ + Y_H)] = 1 + [(R_дж/R_зз)*R_вх/(R_вх + R_дж)]*K_U (2.6)

де Y_іі – відповідні Y-параметри власне підсилювача, Y*₁₂ – проводність зворотної передачі чотирьохполюсника зворотного зв’язку;R_дж – опір джерела сигналу; R_вх = r_бе – опір підсилювача без зворотного зв’язку; K_U – коефіцієнт підсилення за напругою без зворотного зв’язку.

Аналіз (2.6) показує, що за умови R_дж >> R_вх, наскрізний фактор зворотного зв’язку F* буде визначатися виразом:

F* = 1 + (R_вх / R_зз)*K_U, (2.7)

тобто визначається параметрами окремого транзистора (, h₁₁), що порушує бажану стабільність каскаду. І навпаки, за умови R_дж << R_вх значення F* буде за виразом:

F* = 1 + (R_дж / R_зз)*K_U (2.8)

що значно стабільніше ніж (2.7), оскільки виключена залежність від R_вх.

Однак, як це і характерно для паралельного зв’язку по напрузі, за малим значенням опору джерела сигналу R_дж  0, зворотний зв’язок практично перестає існувати, бо F*  1.

Тобто паралельний від’ємний зв’язок по напрузі доцільно використовувати за виконанням умови R_дж << R_вх, але R_дж повинно бути досить великим. Якщо R_дж дуже мале, то його навіть штучно підвищують за допомогою послідовно включенного з R_дж резистора R₁ (рис. 2.2)

Параметри схеми розраховують у такій послідовності:

2.8.1 Вхідний опір R_зз:

R_вхзз = R₁ + r_бе || R_зз / S (R_K || r_ke || R_зз) (2.9)

Якщо R₁ відсутнє, то очевидно:

R_вхзз = r_бе||R_зз / S(R_K||r_кe||R_зз) (2.10)

Для наведених схем рис. 2.1, 2.2 за умови високих значень h_21e, опір R_зз >> R_К. Тому

R_вхзз  r_бе || R_зз / S(R_K || r_кe) = r_бе || R_зз / K_UСЕ (2.11)

Рисунок 2.2 - Схема зі СЕ і від’ємним паралельно-паралельним зворотним зв’язком за умови R_дж  0

Тобто вплив опору зворотного зв’язку на вхідний опір можна розглядати, як підключення паралельно до опору r_бе резистора:

R’_зз = R_зз / K_UСЕ (2.12)

де K_UСЕ – коефіцієнт підсилення каскаду зі СЕ без зворотного зв’язку.

2.8.2 Коефіцієнт підсилення за напругою:

K_U = – 1 / [R₁ / R_зз + [1 + R₁ / (r_бе||R_зз)] / S (R_K||r_кe||R_зз)] (2.13)

Якщо R₁ дорівнює нулю:

K_U = – S (R_K||r_ke||R_зз) (2.14)

За умови R_зз >> R_К, що характерно для схеми рис. 2.1, 2.2

K_U = – S (R_K||r_кe), (2.15)

і це підтверджує, що паралельний зв’язок по напрузі не впливає на коефіцієнт підсилення за напругою.

2.8.3 Коефіцієнт підсилення зі струму

K_iзз = I_k / I_вх = K_i / [F_{I (Yдж = 0)}] = K_i / [1 – (Y*₁₂ / Y₁₁)*(Y₂₁ / [Y₂₂ + Y_H + Y_зз])] = h_21e / [R_K / r_кe + 1 + (1 + h_21eR_K) / R_зз]  h_21e / (1 + h₂₁R_K / R_зз) (2.16)

де K_i – коефіцієнт підсилення струму каскадом без зворотного зв’язку; F_{I(Yдж = 0)}– фактор зворотного зв’язку за умови Y_дж=0; Y₂₂ = 1 / R_K + 1 / r_кe = 1 / R_вих – вихідна провідність підсилювача без зворотного зв’язку; Y_H = 1 / R_H – провідність навантаження.

З урахуванням опору навантаження R_H (за умови R_зз >> R_К та R_зз>>R_Н)

K_і = I_к / I_вх = K_iзз*R_K / (R_H + R_K) = h_21e /(1 + h_21eR_K / R_зз)*R_K / (R_H + R_K) (2.17)

2.8.4 Вихідний опір

R_вихзз = R_вих / [F _{I (Yн = 0)}] = 1 / Y₂₂[1 – Y*₁₂Y₂₁ / {(Y₁₁ + Y_дж)*(Y₂₂ + Y_зз)}] =

= (R_зз / )*[1 + r_бе / (R1 + R_дж)] || (R_K || r_кe || R_зз) (2.18)