6.3. Типовые многотранзисторные схемные конфигурации усилительных каскадов

6.3.1. Каскадное соединение оэ-об

Вариант А.

Эта схема (рис. 6.6.а) построена на базе однотипных по проводимости транзисторов (n-p-nтипа). При этомVT2включен по схеме с общим эмиттером, аVT1- с общей базой. ТранзисторыVT1иVT2имеют последовательное включение между собой и относительно источника питания. Для этой схемы, поскольку транзисторов >>1, имеем:, цепьR₁ -R₂ -R₃создает цепь смещения на постоянном токе транзисторовVT1иVT2. При этом падение потенциала наR₂определяет уровень потенциала между коллектором и эмиттером транзистораVT2. В качестве нагрузочного элемента транзистораVT1 выступает резистор R_к, а транзистораVT2- цепь включающая дифференциальное сопротивление перехода база - эммитор транзистораVT1(поскольку>>1 принимаем, чтоU_б1  const).

Для транзистора VT2 можно построить нагрузочную кривую (рис. 6.6.б).

Выбирая величину R_эможно обеспечить тот или иной наклонR_н. Но выбор резистораR_энужно делать исходя из желаемого тока для работы каскада (I_э2) и падения потенциала наR_э(1-2 В), обеспечивающего повышенную стабильность на постоянном токе каскадаОЭ. Исходя из этого мы можем найтиI_к02,I_б02, из выходной характеристикиU_бэ2, соответственно произвести расчет цепи делителя и величиныR_к.

Рассмотрим пример:Пусть имеется схема рис (6.6.а). Определить значение резисторов при условии, что

.

Выбираем

Вариант 1. (рис.6.6.в)

Эта схема так же является вариантом каскадного соединения ОЭ-ОБ, однако, она выполнена на транзисторах разного типа проводимости:ОЭ p-n-p-тип,ОБ n-p-n-тип.

Питание этой схемы выполняется по параллельной схеме на рис. 6.6.в приведена схема питающаяся от двух источников питания с заземлением базы транзистора VT2. Однако, возможен вариант и с одним источником питания, когда потенциал базаVT2может быть задан, например, с помощью резистивного делителя.

В этой схеме ток через резистор R₀₂равен сумме токов:, ток, ток.

Из приведенных соотношений видно, что: I_К01 =I_Э02при условии:. При этом:.

Пример. Рассчитаем для схем рис. 6.6.в токиI_К0иI_Э02в условиях когда они одинаковые иR₂=7кОм, R₀₁=2кОм, E_п⁺=10В, E_п^-=5В, R₁=3кОм.

Решение.

Определим R₀₂из условия:

Рассмотрим работу этих схем на переменном токе. Эквивалентные схемы - рис. 6.7, эквиваленты схем представлены на рис. 6.6.а и 6.6.в.

Эквивалентная схема (рис. 6.7.а) соответствует схеме (рис. 6.6.а), выполненной на двух транзисторах n-p-nтипа.

Эквивалентная схема (рис. 6.6.в), выполненной на транзисторах разного типа проводимости (p-n-pиn-p-nтипов).

На переменном токе эти различия в постоянном не принципиальны, поскольку при малосигнальном режиме работа этих каскадов не зависит от типа проводимости транзисторов, кроме этого проводимость R₀₂на рис. 6.7.б по сравнению с входной проводимостью каскадаОБимеют пренебрежимо малое значение.

Коэффициент усиления каскодного соединения: K=K_оэK_об. При этом в качестве нагрузки каскадаОЭвыступает входная проводимость схемыОБ(для схемы 6.6.в это параллельность соединенияR₀₂и входной проводимости). Входная проводимость схемы сОБвелика и поэтомуK_0Э 1, что как известно существенно снижает коэффициент Миллера (). Общее усиление, обеспечиваемое каскодной схемой равно:

K=K_оэK_об=K_об  g₂₁ g₂₂+g_н.  K_об=g₂₁ R_k .

Пример.Определим коэффициент усиления для схемы рис. 6.6.а в условиях, когда ее построение соответствует случаю:

,=100, I_k =2мА.

По формуле: ;

Пусть

Тогда:

Каскодное соединение ОЭ - ОБпо усилительным свойствам соответствуют схемеОЭ, но они проявляют повышенную устойчивость на повышенных частотах. Это объясняется тем, чтоK_оэ 1, следовательно проходная емкость транзистора не оказывает существенного влияния (отсутствие эффекта Миллера), несмотря на существенное усиление.