9. Приложение №1. Краткие теоретические сведения; исходные данные для расчетов

ШИРОКОПОЛОСНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

9.1. Основные понятия

Основным каскадом широкополосного и импульсного усиления является резисторный каскад, на базе которого, применяя те или иные схемы коррекции, проектируют широкополосные и импульсные усилители. От правильного выбора режима работы транзистора и сопротивления в цепи коллектора Rк существенно зависит качество каскада. Критерием качества широкополосного каскада является понятие площади усиления П = Кеср*fгр. Критерием качества импульсного каскада является понятие импульсной добротности .

Для некорректированного резисторного каскада П и Д связаны между собой зависимостью П = 0,35*Д, вытекающей из известной зависимости . Понятия П и Д позволяют обоснованно выбрать тип транзистора, режим его работы и сопротивление нагрузки, исходя из заданного усиления в области средних частот (в области средних времён) , заданной верхней граничной частоты , или заданного времени установления . Площадь усиления П и импульсная добротность Д транзисторных каскадов достигает оптимального значения и при

вполне определённых оптимальных сопротивлениях , оптимальных токах . При (или ), , необходимая величина (или ) обычно не обеспечивается. Увеличение

(уменьшение ) до необходимой величины обеспечивается за счёт применения обратных связей или элементов коррекции.

Применение обратных связей для улучшения АЧХ на верхних частотах применяется очень часто. При введении частотно-независимой (активной) ОС заданную верхнюю граничную частоту (или ) обычно удаётся обеспечить, хотя при этом несколько снижается П (или Д).

Если же в такой каскад ввести элементы высокочастотной коррекции, т. е ввести в него зависящие от частоты цепи ОС, то необходимая величина (или ) обычно может быть обеспечена даже при некотором увеличении П (или Д). В широкополосных и импульсных усилителях в качестве элементов в.ч. коррекции наиболее часто используются элементы последовательной по входу ООС по току.

9.2. Некорректированный резисторный каскад (рис. 1).

Оптимальную величину сопротивления в цепи коллектора, при которой П достигает максимального значения, можно вычислить по соотношению:

где , - ёмкость и сопротивление нагрузки;

, - напряжение источника питания и напряжение на коллекторе в точке покоя;

, , fт - параметры транзистора, приводимые в справочнике; - температурный потенциал перехода база-эммитер (при 20С для германиевых транзисторов).

Среднее время пролёта носителей через область базы:

; ;

При заданных и оптимальный ток покоя определяется по формуле Сквозной коэффициент усиления в области средних частот (средних времён) некорректированного резисторный каскад