6. Схемотехника резистивно-емкостных каскадов
В многокаскадных усилителях с реостатно-емкостными связями источником сигнала для i-го промежуточного каскада является выходная цепь предыдущего каскада, а нагрузкой – входная цепь последующего.
Типовые схемы промежуточных каскадов с включением биполярного или полевого транзистора по схеме ОЭ (ОИ) изображены на рис. 6.1 и 6.2 соответственно. Они содержат переходные конденсаторы С1 и С2 и блокирующий конденсатор Сэ (Си).
|
|
Рис. 6.1 |
Рис. 6.2 |
Конденсатор С1 пропускает во входную цепь промежуточного каскада переменную составляющую напряжения источника сигнала и не пропускает постоянную составляющую. Конденсатор С2 выполняет аналогичную функцию по отношению к нагрузке и выходной цепи промежуточного каскада. Конденсатор Сэ (Си) шунтирует резистор Rэ (Rи) по переменному току, исключая тем самым обратную связь по переменным составляющим. Отсутствие конденсатора Сэ (Си) привело бы к уменьшению усиления каскада.
Амплитудно-частотная характеристика каскада рассматриваемого вида показана на рис. 6.3.
Рис. 6.3
Полоса пропускания определяется как Δω = ωв – ωи. Параметр КU0 характеризует усиление в области средних частот. В области низших частот на работу каскадов оказывают влияние переходные и блокирующие конденсаторы, в области высших частот для каскадов на биполярных транзисторах – частотная зависимость коэффициента передачи тока базы β, коллекторная емкость Ск и емкость нагрузки Сн, а для каскадов на полевых транзисторах – паразитные межэлектродные емкости Сзи, Сзс, Сси и емкость нагрузки.
6.1. Характеристики в области средних частот
В
области средних частот внешние емкости
С1, С2
и Сэ
(Си)
будем предполагать бесконечно большими,
емкости Ск,
Сн
и паразитные емкости Сзи,
Сзс,
Сси
– равными нулю, коэффициент передачи
β – действительной величиной. Тогда
малосигнальные эквивалентные схемы
каскадов в области средних частот будут
иметь вид, показанный на рис. 6.4 и 6.5.
Здесь приняты следующие обозначения:
r6
– объемное сопротивление базы биполярного
транзистора; rэ
= фт/Iэ
– дифференциальное сопротивление
эмиттерного перехода; 
β),
где 
- дифференциальное сопротивление
коллекторного перехода; rc
– дифференциальное сопротивление
канала полевого транзистора в пологой
области характеристик; S
– его крутизна.
Определим среднечастотные параметры каскадов. Непосредственно из эквивалентной схемы рис. 6.4 без учета влияния резисторов базового делителя получаем
Рис. 6.4
Рис. 6.5
Из эквивалентной схемы рис. 6.5 находим
Для N-каскадного усилителя, структурная схема которого приведена на рисунок 6.6, коэффициент усиления можно записать в следующем виде:
(6.1)
где КU1 = e1/еr, КU2 = e2/е1.,…, КUN = eN/еN-1.
Если многокаскадный усилитель построен на биполярных транзисторах, то КU1 = βе1RK1/ (Rr + RBX1), а коэффициент усиления каждого из последующих каскадов
(6.2)
Тогда формула (6.1) запишется в виде
(6.3)
Рис. 6.6
Полагая RK >> RBX и считая все транзисторы одинаковыми, получим
.
Если
многокаскадный усилитель построен на
полевых транзисторах, то КU1
= 
,
Тогда (6.1) запишется так:
(6.4)
Полагая R3м >> Rсм и считая все транзисторы одинаковыми, получим
