7.2 Аналіз резисторного підсилювального каскаду зі спільним емітером у різних частотних областях

Під час аналізу підсилювального каскаду на БТ (рис. 7.8) слід пам’ятати, що параметри БТ мають яскраво виражену залежність від час­тоти, наприклад

,

де ;— гранична частота за крутістю.

Рисунок 7.8 – Електрична схема резисторного підсилювального каскаду на БТ

Також потрібно враховувати комплексний характер провідностей БТ. Загальна еквівалентна схема резисторного каскаду на БТ зображе­на на рис. 7.9, де — провідність подільника напруги, а.

Рисунок 7.9 – Загальна еквівалентна схема резисторного підсилювального каскаду

на БТ

Аналізуючи цю схему для області ВЧ, дістаємо

,

(7.14)

Звідки

,	(7.15)
,	(7.16)
,	(7.17)
,	(7.18)

Всі резисторні каскади незалежно від типу транзисторів мають однаковий вигляд частотної та фазової характеристик. Відмінність ха­рактеристик, каскадів на БТ та ПТ носить тільки кількісний харак­тер (рис. 7.10).

Рисунок 7.10 – Еквівалетьна схема підсилювального каскаду на ПТ

Проте збіг залежностей таспостерігаємо лише для частот. В області вищих частот зазначені залежності розбігаються. Особливо велику розбіжність маємо длязгідно з виразом при,, а в дійсностіі може навіть досягати, що спричинено додатковим фазовим зсу­вом у БТ. Останнє різко відрізняє каскад на БТ від каскаду на ПТ. Проте звичайно ці частоти лежать далеко за межами смуги пропускання каскаду, що дозволяє лишити без уваги зазначений розбіг, оскільки він виникає на частотах, що не становлять інтересу.

В області середніх та низьких частот можуть використовуватись вирази для каскаду на ПТ з відповідною зміною та згідно з еквівалентними схемами (рис. 7.11 та 7.12). Треба відзначити також, що коефіцієнт підсилення струму та напруги для каскаду на БТ прак­тично збігається і визначається однаковими формулами

,

(7.19)

де

Рисунок 7.11 – Еквівалентна схема підсилювального каскаду на БТ в області середніх частот

Рисунок 7.12 – Еквівалентна схема підсилювального каскаду на БТ

в області низьких частот

Невелике значення вхідного опору БТ призводить до того, що за однаковими з каскадом на ПТ значеннями ємність у першому випадку має бути вибрана більшою, а її робоча напруга – не меншою напруги джерела живлення.

7.3 Перехідні характеристики резисторного підсилювального каскаду

У процесі роботи підсилювального каскаду з імпульсним сигналом ємності тазаряджаються. Зарядженняпроходить швидко, а– повільно, оскільки вони мають різні значення. Тому перехідна характеристика /ПХ/ в області малих часів, яка визначає його час усталення, визначається еквівалентною схемою каскаду для ВЧ

,	(7.20)
.	(7.21)

Рівняння (7.14) та (7.15) отримамо за допомогою формули експо­ненти

,

де та— вихідна напруга кола за дією на його вході оди­ничного стрибка напруги, коли часабо.

Для області малих часів,.

Для визначення часу усталення виходимо з того, що— це часовий інтервал, коли змінюється від значення 0,1 до 0,9, тобто часувідповідає, часу—(рис. 7.8, а).

У такому разі дістаємо

, .

Звідси

, .

Позначимо

,

, .

Аналіз залежності показує, що процес усталення фронту імпульсу на виході резисторного каскаду проходить монотонно, без викидів (рис. 7.13, а).

Рисунок 7.13 – Перехідні характеристики резисторного підсилювального каскаду

в областях малих (а) і великих (б) часів

Перехідна характеристика в області великих часів, що характе­ризує спотворення вершини підсилюваних імпульсів, визначається еквівалетною схемою каскаду для НЧ (рис. 7.13, б)

,	(7.22)

Зниження плоскої вершини прямокутного імпульсу тривалості

,

(7.23)

Щодо імпульсів малої тривалості () можна викори­стовувати спрощений вираз

,

(7.24)

На підставі викладеного очевидно, що АЧХ, ФЧХ та ПХ взаємозв’язані і визначають одна одну, а зміна однієї спричиняє відповідну змі­ну інших.