Bondarenko_RGR_uchebn

транзисторапорис. 8.4, бприведетксхеме, показаннойнарис. 8.7. Здесь коллекторныйток, состоящийизсуммы Iс0 и Iэ, ориентировансогласно принятомуна рис. 8.5.

Рис. 8.6

Рис. 8.7

Изуравнения(1) несложноустановить, чтотокэмиттерасоставляет:

2. Для принципиальной схемы усилителя, показанной на рис. 8.1, по теореме об эквивалентном источнике напряжения (теорема Тевенина), получим:

Эксперименты показывают:

а) характеристикикаскадасобщимэмиттером(ОЭ) приразличных значенияхтокабазысильнозависятоткоэффициентаусилениятранзис-

тора Ε и температуры T $C , т. е. Iс f1 (Uк.э) |Iб|соnst – выходная характеристика требует поддержания неизменным Iб;

б) транзисторныйкаскаднельзяпроектироватьсосновойнапостоянном базовом токе, так как изменение положения рабочей точки А (см. рис. 8.6, а) сильно влияет через разброс значений коэффициента Ε натокколлектора. Всилуэтогообстоятельствастараютсяподдерживать

постоянный ток эмиттера, так что I с f2 U э.б |Iэ|сonst и положение рабочейточкиизменитсянезначительноприизменениитока эмиттера, по-

в) из сказанного следует, что проектирование должно ориентироваться на стабильность положения рабочей точки при изменении T $C и/или замене одного транзистора другим с возможным разбросом параметров, т. е. величиной Ε, Rэ и Rб, причем разброс бывает значительным даже в одной партии транзисторов одной марки.

Рассмотрим реальное смещение рабочей точки согласно рис. 8.8 длятрех значенийтемпературы T0 , T1 и Т2 и обратных токовколлекторного перехода Iс00 , Iс01 и Iс02 соответственно.

Если рассмотреть идеализированные модели диодов для положительных T $C согласно 8.6, би положить, что меняется незначительно согласно пункту б, то получим рис. 8.9.

На рис. 8.9 показано, что изменение напряжения U0 вызовет изменение тока Iэ на IэU 0 , а изменение тока коллектора Iк0 – изменение тока Iэ на Iэс0 .

Рис. 8.8

Рис. 8.9

Другими словами, вариации тока эмиттера определяются измене-

инапряжения 'Uб.э.

3.Построим асимптотическую характеристику S согласно (6)

Rб

Изменяя отношение Rэ , найдем три асимптоты:

и реальная зависимость S от Rб помещены на рис. 8.10.

Rэ

вычисляем значения S и строим плавную кривую коэффициента нестабильности, как показано на рис. 8.10.

4. Рассмотрим изменение коллекторного тока при относительно малойвеличине Iс0 взависимостиоткоэффициентаусиленияпотоку. В этом случае получим два значения коэффициента нестабильности:

Такчтофункциячувствительностивэтомслучаеприметследующий

вид:

Величина функции чувствительности меняется от 1 ( 2<<1) до

1 Rб D |1 . Отсюда следует общий вывод о том, что для уменьшения

Rэ

изменения рабочей точки каскада (чувствительность) необходимо

снижать отношение Rб , что сказывается как на снижении влияния

Rэ

обратноготокаколлектора Iс0 , такинаеезависимостиоткоэффициента усиления .

Часть 3 Расчет передаточных функций по напряжению

для цепей, содержащих несколько усилителей

Рассмотренный выше одноконтурный усилитель напряжения на одномтранзистореявляетсялишьчастнымслучаемболееобщейзадачи– анализацепей, обладающихчастотнойизбирательностью(зависимостью от Ζ) исобранныхнанесколькихусилителях. Последниеможносчитать как ИНУНы (источники напряжения, управляемые напряжением). Путь ИНУНподключенкузламсномерамиi, j, k ир, какпоказанонарис. 8.11.

Рис. 8.11

Из рис. 8.11 и определения ИНУН следует, что ukj (t) Kuij (t) ;

(uk (t) u р(t)) K (ui (t) u j (t))

или

uk (t) K (ui (t) u j (t)) u p (t) ,

где участвуют потенциалы названных узлов i, j, k и р.

Еслиположить, что ui(t) Ku j(t) 0, тодляметодаузловыхпотенциалов следует вывод о том, что k-столбец системы уравнений умножается на K и суммируется с i-столбцом, т. е. суммируются проводимости k-столбца матрицы проводимостей пассивной части цепи (без учета ИНУН), умноженные на коэффициент усиления K, и складываются с проводимостями i-столбца. Поскольку ток k-строки может иметь произвольное значение (выходной ток ИНУН), вычеркивается k-строка. Размерность матрицы проводимостей снижается на 1.

144

При u p (t) 0

uk (t) K (ui (t) u j (t)) ,

т. е. столбец умножается на (+K) и суммируется с i-столбцом, а k-стол- бец, умноженный на (–K), суммируется с j-столбцом, а k-я строка удаляется.

Итак, задание заключается в следующем: при известных K1 2;

K2 1; R1 R2 R3 50 кOм; С2 2С1 0,2 мкФ и конфигурациях

схем заданных поверхностей определить и построить АЧХ – амплитуд- но-частотнуюиФЧХ– фазочастотнуюхарактеристикиисследуемойцепи,

Схемы вариантов приведены в табл. 8.2.

Пример расчета

Рассмотрим схему варианта № 16 (см. рис. 8.12).

Рис. 8.12

Изобразим комплексную схему замещения цепи (рис. 8.13). На этой схеме даны параметры проводимостей ветвей:

Продолжение табл. 8.2

Рис. 8.13

Составляем матрицу пассивной части цепи (без учета ИНУН)

K K K

K

ПосколькупотенциалпервогоузлаизвестениравенU1( jZ) , топервая строка может быть удалена из >Y п.

Ограничения узловых потенциалов, вносимые ИНУН, составят:

четвертыйстолбецумножаетсяна K2 исуммируетсяспятым;

четвертая строка исключается.

В результате получаем матрицу узловых проводимостей активной цепи (эти операции условно показаны стрелками над столбцами >Y п):

ξ

перенесенияизвестногочленасистемыуравненийпоМУН G21 U 1( jZ)

ξ

G1 U 1( jZ) в правую часть.

Решая систему уравнений, например, по правилу Крамера, полу-

чим:

При численных данных рассматриваемого варианта найдем:

КорниполиноляT jZ знаменателя называютсяполюсамисистемной функции. В данном случае они определяются из уравнения при замене jZ на s, т. е. s jZ:

Оба корня имеют отрицательные вещественные части (–100), что говорит об устойчивости данной цепи.

Амплитудно-частотная характеристика – зависимость модуля | T jZ | от частот: