1.4. Расчет усилительного каскада по переменному току
При расчете усилительного каскада по переменному току используется схема замещения, представленная на рис.7. Она построена при пренебрежении сопротивлением конденсаторов и внутренним сопротивлением источника Ек. Пунктиром на рис.7 выделена схема замещения транзистора. Выход транзистора нагружен на параллельное соединение сопротивления Rк в коллекторной цепи и сопротивления нагрузки Rн, что учтено в соотношении (7). Наличие в левой части схемы замещения сопротивления R1 ║ R2 отражает факт параллельного включения резисторов делительной цепочки в цепи переменного тока. Действительно, как следует из схемы рис.1, на входе каскада переменный ток делится на три тока. Один из них протекает через резистор R2, второй поступает на вход транзистора, третий протекает через резистор R1. Поскольку внутреннее сопротивление источника питания Ек мало по сравнению с сопротивлением ветви с резисторами Rк и Rэ, то можно считать, что резисторы R1 и R2 включены параллельно. Из этого же следует, что входное сопротивление каскада определяется тремя сопротивлениями, включенными параллельно, R1, R2 и входным сопротивлением транзистора rвх. Таким образом, входное сопротивление усилительного каскада
Rвх =R1 ║ R2 ║ rвх. (14)
Рис.7. Эквивалентная схема усилительного каскада
для переменной составляющей тока
Как видно из схемы замещения рис.7, сопротивление R1 ║ R2 может шунтировать вход транзистора. Чтобы большая часть переменного тока попадала на вход прибора, необходимо выполнение условия:
R1 ║ R2 > 2,5 rвх. (15)
Выходное сопротивление усилительного каскада практически равно сопротивлению резистора Rк :
Rвых = Rк. (16)
Это также следует из схемы замещения рис.7, поскольку величина сопротивления rэ, отражающего открытый эмиттерный переход, мала, а величина сопротивления rк(э), отражающего закрытый коллекторный переход, существенно велика по сравнению с сопротивлением резистора Rк.
Величины коэффициентов усиления каскада могут быть рассчитаны с использованием следующих соотношений:
для коэффициента усиления по току:
КI
=
;
(17)
для коэффициента усиления по напряжению:
Кu
= КI
;
(18)
для коэффициента усиления по мощности:
Кр = Кu КI. (19)
При расчете можно полагать, что внутреннее сопротивление задающего генератора RГ равно входному сопротивлению каскада Rвх.
Входное сопротивление транзистора в точке покоя
rвх
=
.
(20)
Величины Iкm, IБm и UБЭm были определены в разделе 1.2.