Глава пятая
Реостатный каскад на биполярном транзисторе
Принципиальная электрическая схема реостатного усилителя (усилителя на сопротивлениях, усилителя с RC-связями) на двух биполярных транзисторах изображена на рис. 5.1
Rф
E
С |
ф |
R |
|
R |
С |
р |
|
R' |
R' |
С |
р |
|
|
|
|
|
б |
к |
|
2 |
б |
к |
|
3 |
|
|
|||||
Ср |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rн |
Cн |
||
|
|
R |
|
Rэ |
С |
э |
R' |
R' |
|
С |
' |
|
|||
|
|
б2 |
|
|
б2 |
э |
|
|
э |
|
|||||
ec
Рис. 5.1
Коэффициент усиления (модуль коэффициента передачи на средних частотах) определяется соотношением, подобным (4.1), с тем отличием,
что у крутизны S берется ее низкочастотное значение So , и вместо сопротивления Rст берется соответствующее Rk . Входное сопротивление каскада на биполярном транзисторе на средних частотах определяется
параллельным включением Rб , Rб |
и |
Rвх |
. |
|
|||
|
1 |
2 |
|
|
Т |
|
|
Rвх |
= rб + rэ(1 + H21) , |
(5.1) |
|||||
|
Т |
|
|
|
|
|
|
где rб - объемное сопротивление базы; |
|
|
|
|
|||
rэ - сопротивление эмиттерного перехода: |
|
||||||
r |
= 25,6 |
+ |
|
3 |
+ r , |
(5.2) |
|
|
|
||||||
э |
Iэo |
|
|
Iэo |
|
||
|
|
|
|
||||
48
где rэ в омах, если Iэо в миллиамперах. Для токов Iэо < 10-12 мА в
формуле (5.1) учитывается только первое слагаемое, для больших токов (10-12 мА < Iэо < 40 мА ) – два слагаемых. При токах, превышающих
40 мА, формула (5.2) может дать большую погрешность, даже если учитывается третье слагаемое, величина которого определяется конструкцией транзистора и изменяется в широких пределах.
Искажения, создаваемые каскадом на верхних частотах (в области малых времен), определяются, как и в случае полевого транзистора, формулами (4.2 - 4.4) и постоянной времени верхних частот τв . Сама
постоянная времени верхних частот τв в случае биполярного транзистора определяется несколько иначе:
τв =τ +Cбк(1 + Sorб )Rэкв + (Cн +См)Rэкв .
Постоянная времени транзистора
τ = Sorб ,
2πfT
где fT - граничная частота усиления тока транзистора, Cбк - емкость
коллекторного перехода.
Для промежуточного каскада функцию емкости нагрузки выполняет входная динамическая емкость следующего (нагружающего) каскада
C |
= |
τ |
+С |
(1 + K |
) . |
|
|||||
вхдин |
|
|
бк |
o |
|
|
|
rб |
|
|
|
Эквивалентные схемы каскадов на полевом и биполярном транзисторах для средних частот совпадают, поэтому формулы (4.7 - 4.14) справедливы и для каскада на биполярном транзисторе при условии замены S на So , Rи
на Rэ и Си на Сэ .
При наличии корректирующего фильтра в коллекторной цепи (для коррекции искажений, создаваемых разделительной емкостью между коллектором и нагрузкой) коэффициент передачи определяется выражением
K |
= |
d +1 + jωRkCф |
|
jωτн |
|
, |
||
K |
o |
|
d + jωR C |
ф |
1 + jωτ |
н |
||
|
|
k |
|
|||||
49