Конспект 05 |
1 |
Усилительные каскады на полевых транзисторах.
R1, R2 – подают потенциал на затвор
ϕE1R2
з= R1 +R2
CP1 – чтобы не было связи по постоянному току между генератором и каскадом.
СР2 – чтобы не было связи по постоянному току между генератором и нагрузкой
Каскад переворачивает фазу
Схема для расчета каскада по постоянному току
1. Uзu = E3
2. Ec = IcRc + Ucи(Ic)
нелинейная функция
3. Ic = ½ β(U3 – U0)2 - для пологой области
находим IcА; UзuА ; UcuА
увеличение напряжения и изменения фазы.
Ic = IcА +∆Ic (постоянная и переменная составляющие)
Ucи= UcиА +∆Ucи
Конспект 05 |
2 |
IcА |
∆Ie |
Ec |
Uвх~ |
UcА |
∆Uc |
Малосигнальная модель полевого транзистора.
Независимые параметры: ∆U1, ∆U2 Зависимые параметры: ∆I1, ∆I2 будем рассматривать Y параметры
∆I1 = Y11∆U1 + Y12∆U2, т.к. ∆I1=0 ∆I2 = Y21∆U1 + Y22∆U2 - ток стока
∆I2 = Y21∆Uзи + Y22∆Ucи
S = Y21 = ∆Ic / ∆Uзи ∆Ucи = 0
1/Ru = Y22 = ∆Ic / ∆Ucи ∆Uзи = 0
∆Ic = S∆Uзи + 1 ∆Ucи
Rи
Эквивалентная схема полевого транзистора для малого переменного сигнала.
∆Ic = S∆Uзи + 1 ∆Ucu
ri
S – крутизна
[S] – мA/B
ri – выходное сопротивление транзистора
Ic |
Ic |
∆Ic A
Ucи
U0 |
∆Uзи |
Uзи |
|
|
|
S = ∆Ic / ∆Uзи ∆Ucи = 0 |
|
ri = ∆Ucи / ∆Ic ∆Uзи = 0 |
|||
[β] = мA/B2, β - приведенная крутизна |
|||||
Ic = ½ β(Uзu – U0)2 для пологой области |
|||||
∂Ic /∂Uзи = S = β(Uзи – U0) β = |
S |
|
|||
Uзи −U0 |
|||||
|
|
|
|||
Конспект 05 |
3 |
Каскад с общим истоком - расчет по переменному току
Xcu << Ru
У3 = Uзи + IcRи
Uзи = ϕ3 – IcRи
Uвх = ϕ3 = Uзи + icRи (если нет Си)
Отрицательная обратная связь по переменному току: Uзи = Uвх - icRи
Разделительные емкости СР1 и СР2 служат для того, чтобы не было связи по постоянному току между генератором и каскадом, и между каскадом и нагрузкой.
Си – блокировочная емкость
Входом транзистора является Uзи.
Отрицательная обратная связь по переменному току приводит уменьшению коэффициента усиления.
Если есть Си, то Uвх = ϕ3 = Uзи, наличие Си увеличивает коэффициент усиления.
Эквивалентная схема замещения каскада с общим истоком для малого сигнала в области средних частот
Для составления этой схемы закорачиваем Cp1, Cp2, Cu, Ec
Конспект 05 |
4 |
Rвх = R1 R2
Rвых = Uвых / iвых = (Rиri) Rc = ri Rc ≈ Rc
Ku = −Uвых |
|
0 (пренебрегаем) |
|
|
0 |
||
|
Uвх |
|
|
Uвых = S Uзи ((ri +Rи)// Rc // Rн)= S Uзи (ri // Rc // Rн)≈ S Uзи [Rc // Rн] |
|||
Uвх = ? ϕз = Uвх |
ϕи = S Uзи Rи |
||
Uзи = ϕз−ϕи = Uвх −S Uзи Rи Uвх = Uзи + S Uзи Rи |
|||
|
Uвых |
S Uзи [Rc // Rн] |
|
Ku = − |
Uвх |
= − Uзи[1+S Rи] |
|
Ku = − |
S [Rc // Rн] |
|
|
[1+ S Rи] |
|
||
Если Си есть, то |
S Rи = 0 |
||
Ku = −S [Rc // R] |
Ku →max, еслиRн →∞ |
||
В режиме холостого хода Ku = −S Rc
Конспект 05 |
5 |
Каскад с общим стоком (аналог с общим коллектором)
Ku <1
(выходная амтлитуда меньше, чем входная)
100 -процентная отрицательная обратная связь по напряжению:
Uзи = Uвх −Uвых
Uвх = ϕз = Uзи +Uвых
Эквивалентная схема каскада с общим стоком для малого переменного сингнала в области средних частот
1.Rвх =R1 || R2
2.Rвых = S1 || ri || Rи ≈ S1
Rвых.усил. = |
|
|
Uзи |
= |
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
SUзи |
S |
|
S[Rи || Rн] |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Uвых |
|
|
|
SUзи[ri || Rи || Rн] |
|
|||||||
Кu = |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
||
Uвх |
|
|
|
Uвх |
1+S[Rи || Rн] |
||||||||
Uзи = ϕз − ϕи = Uвх −Uвых Uвх = Uзи +Uвых = Uзи + SUзи[ri || Rи || Rн]