6. Параметры двух последовательно включённых каскадов

Схема, состоящая из двух последовательно включённых каскадов изображена на рисунке 1.11.

Рисунок 1.11 – Схема из двух последовательно включенных каскадов

Было измерено сопротивление нагрузки и коэффициент усиления второго каскада, а также коэффициент усиления и верхняя граничная частота на выходе первого при изменении нагрузки второго каскада 𝑅_н2 и статичным 𝑅_к2.

Значения были занесены в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 – Влияние сопротивления нагрузки второго каскада

𝑅н2	10𝑅к2	5𝑅к2	2𝑅к2	𝑅к2	0.5𝑅к2	0.2𝑅к2	0.1𝑅к2
𝑈вых1, мВ	442	442	442	442	442	442	442
𝑈вых2, В	5,7	5,5	5,1	4,4	3,6	2,4	1,2
К01, раз	36,7	36,7	36,7	37,2	37,2	37,2	37,2
𝑓в, кГц	474	532	631	786	1060	1500	2000
К02, раз	4,68	4,22	3,76	3,1	2,5	1,8	1,4

Входное напряжение второго каскада является выходным напряжением первого каскада и остается постоянным, так как при изменении сопротивления нагрузки второго каскада входное сопротивление второго каскада не изменяется.

При увеличении 𝑅_н2 увеличивается напряжение на выходе U_вых2, вследствие чего увеличивается коэффициент усиления К₀₂.

Для того, чтобы объяснить уменьшение верхней граничной частоты, понадобиться рисунок 1.12.

Рисунок 1.12 – Схема из двух последовательно включенных каскадов

На рисунке изображены две емкости транзистора: емкость база-коллектор C_бк и емкость база-эмиттер C_бэ и входная емкость транзистора равна параллельному включению этих емкостей.

Фактически, нагрузкой первого каскада является емкость второго каскада.

Ток через емкость С_бэ:

Ток через емкость C_бк:

Через емкость C_бк сигнал оказывается усилен на коэффициент усиления К и находится в противофазе. В результате разность напряжений, приложенная к емкости С_бк, оказывается в 1+К раз больше.

После того, как изменилась нагрузка второго каскада, изменился коэффициент усиления второго каскада, следовательно, из формулы 1.2 видно, что также меняется ток, который пройдет через эту емкость. Раз увеличился ток, то можно сказать, что как будто увеличилась емкость Сбк, а значит и входная емкость транзистора второго каскада. Происходит процесс, аналогичный тому, что был объяснен после рисунка 1.10.

Заключение

В результате работы было проведено исследование влияния изменения параметров реостатного каскада на биполярном транзисторе (таких как сопротивление нагрузки, сопротивление в цепи коллектора, а также наличие и значения разделительных емкостей на входе и выходе каскада) на его характеристики на переменном токе.