
схема все материалы / Лекционные материалы 2012 / 8 Свойства транзисторных каскадов при незаземленности общего
.pdf
Свойства транзисторных каскадов при незаземленности общего электрода
В ряде случаев транзистор умышленно или помимо желания разработ- чика оказывается включенным в схему таким образом, что все его три зажи- ма оказываются под переменном потенциалом, как это показано на рис. 1.
Рис. 1
Эти включения удобно рассматривать как разновидности соответст- вующих включений ОЭ, ОБ и ОК, которые отличаются от последних наличи- ем ненулевой по сопротивлению цепи RF в общем (заземляющем) проводе.
Включение в схему каскада сопротивления RF вызывает появление внутри- каскадной отрицательно обратной связи, которая снижает входную проводи- мость, повышает устойчивость параметров каскада по отношению к воздей- ствию дестабилизирующих факторов, но при этом снижает коэффициенты усиления по напряжению и мощности.
В дальнейшем параметры и схемы, соответствующие ненулевому значе- нию RF, будем отмечать индексом "F". Так схемные построения рис.1,а-в бу- дем обозначать OЭF, OKF и OБF соответственно.
Двухполюсник RF удобно рассматривать как составную часть самого
транзистора, имеющего другие измененные значения Y-параметров.
Опишем кратко метод их расчета. Соединение транзистора с незазем-
ленным электродом можно рассматривать как последовательное соединение двух 4-полюсников (рис. 2а). Верхний по схеме 4-полюсник представляет со-
бой эквивалентную схему транзисторного каскада с транзистором в одной их рассмотренных схем включения, а нижний – 2-полюсник RF. Для транзисто-
ра по схеме ОЭ такая интерпретация схемы представлена на рис. 2б.
1

Рис. 2
Как следует из теории 4-полюсников, малосигнальные параметры их по- следовательного соединения, выраженные в матрицей сопротивлений, опре- деляются через матрицы сопротивлений отдельных 4-полюсников в виде
Z = Z1 + Z2.
Тогда для нахождения Y-параметров последовательного соединения не-
обходимо
-преобразовать Y-параметры исходных 4-полюсников в параметры Z1, и Z2, имеющие размерность сопротивления;
-вычислить матрицу сопротивлений Z = Z1 + Z2 последовательного со-
единения;
- перейти к матрице проводимостей Y последовательного соединения.
В результате в основной рабочей частотной области транзистора (f<<fs), при резистивном характере двухполюсника RF, для всех схем включения
транзистора получим |
|
|
|
g11 + RF |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
= |
|
|
|
≈ |
g11 |
; |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
11F |
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
g21F = |
|
g21 + RF |
|
|
≈ |
g21 |
|
; |
|||||||||
|
F |
|
|
F |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
g |
= |
|
g12 + RF |
|
|
≈ |
g12 |
; |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
12F |
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
g22F = |
g22 + RF |
≈ |
g22 |
|
, |
||||||||||||
|
F |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
где = g11g22 − g12g21; F =1+ (g11 + g22 + g12 + g21)RF . При этом для раз- личных схем включения транзисторов выполняются соотношения:
2

оэ = об = ок;
Fоэ = 1+ (g11 + g22 + g12 + g21)RF ≈ 1+ g21RF ; Fок ≈ 1+ g22RF ;
Fоб ≈1+ g11RF .
С приемлемой для практики точностью можно считать, что
KоэF ≈ |
Kоэ ; KобF ≈ |
Kоб ; KокF ≈ |
Kок |
. |
|
||||
|
Fоэ |
Fоб |
Fок |
Обобщая преобразования получаем выражения, определяющие свойства различных каскадов в удобной для проведения вычислений форме, когда эти свойства представлены через g-параметры основной схемы включения. Ре- зультаты подстановки представлены в таблице 1.
Схема |
|
|
KF |
|
|
|
|
gвх |
ОЭF |
|
|
−g21Rн |
|
|
|
|
g11 |
|
|
1+ g21Rэ |
|
|
|
1+ g21Rэ |
||
ОKF |
|
|
g21Rн |
|
|
|
|
g11 |
|
1+ g21Rн |
|
|
1+ g21Rн |
||||
ОБF |
|
|
g21Rн |
|
|
|
|
g21 |
|
|
|
1+ g11Rб |
|
|
|
|
1+ g11Rб |
Таблица 1
gвых g22
1+ g21Rэ g21
1+ g11Rc
g22
(1+ g21Rc )(1+ g11Rб )
Здесь символами Rэ и Rб обозначены 2-полюсники RF для схем включе-
ния ОЭ и ОБ соответственно.
При использовании приведенных в таблице соотношений следует иметь в виду, что них в качестве параметров Rэ и Rб выступают сопротивления всех внешних цепей, подключенных к эмиттерному и базовому выводу транзи- стора. Входная проводимость относится ко входу транзистора без учета це- пей подключенных к входному электроду, а выходная проводимость вычис-
ляется по отношению к выходному электроду без учета шунтирующего влияния цепей обеспечения работы транзистора на постоянном токе.
Под Rн понимается сопротивление нагрузки каскада, т. е. сопротивление
внешних цепей со стороны выхода по отношению к рассматриваемому кас- каду. Аналогично Rс – это сопротивление внешних по отношению ко входу
данного каскада цепей.
3
В случаях, когда комплексным характером параметров транзистора или двухполюсника ZF пренебречь нельзя, все соотношения остаются в силе, за исключением того, что все или часть значений приобретают комплексный характер (например, на частотах f≥fs вместо g-параметров транзистора следу- ет использовать его комплексные Y-параметры).
4