ТИПОВАЯ СХЕМА УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОБЩЕЙ БАЗОЙ. НАЗНАЧЕНИЕ ВСЕХ ЭЛЕМЕНТОВ, РАСЧЁТ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ.
Усилительные каскады, в которых транзистор включен по схеме с ОЭ, наиболее часто применяются в качестве предварительных каскадов усилителей, а также в качестве выходных каскадов в усилителях малой мощности. Этому способствует то, что каскад с ОЭ характеризуется наибольшими значениями коэффициентов усиления напряжения, тока и мощности по сравнению со схемами включения транзистора с ОК и ОБ.
Типовая схема усилительного каскада. Входное переменное напряжение подается на базу транзистора через разделительный конденсатор Ср1. С выхода усилителя в нагрузку с сопротивлением Rн усиленное переменное напряжение подается через разделительный конденсатор Ср2.
Все конденсаторы в схеме выбирают таким образом, чтобы для переменного тока их сопротивление на частотах в пределах полосы пропускания усилителя было незначительным.
Для определения основных параметров усилительного каскада, собранного по схеме с ОЭ, воспользуемся его эквивалентной схемой в области средних частот, когда параметры всех элементов схемы имеют только действительные значения (рисунок 2.31).
Рисунок 2.31 – Эквивалентная схема каскада с ОЭ для области средних частот
Используя эквивалентную схему, запишем аналитические выражения для определения основных параметров усилительного каскада на средних частотах (в пределах полосы пропускания): KU, KI, Rвх и Rвых.
Коэффициент усиления напряжения каскада определяется выражением
|
|
|
, (2.62)
где RК экв – эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки транзистора на переменном токе, которое может быть определено по формуле
. (2.63)
Коэффициент усиления тока каскада равен
(2.64)
ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАЛОСИГНАЛЬНАЯ СХЕМА УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОБЩЕЙ БАЗОЙ; ВХОДНОЕ И ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ, КОЭФФИЦИЕНТЫ УСИЛЕНИЯ ПО ТОКУ И НАПРЯЖЕНИЮ.
Схема усилительного каскада приведена на рис.12.3 ,а. Для схем с ОК коллектор через очень малое внутреннее сопротивление источника питания по переменному сигналу (емкость источника питания велика) соединен с землей, при этом вывод коллектора является общим для входной и выходной цепей усилителя. Резистор нагрузки включен в эмиттерную цепь..
При этом из схемы каскада с ОК можно увидеть, что
.
а) 
б) 
Рис.12.3. Принципиальная и эквивалентная схема усилителя на БТ с ОК
Поскольку для переменного тока сопротивление прямосмещенного перехода очень мало ( единицы Ом), то выходное напряжение приблизительно равно входному. В связи с этим каскад с ОК называют эмиттерным повторителем. Поскольку Rэ не зашунтирован конденсатором (как в схеме с ОЭ), в усилителе с ОБ действует глубокая отрицательная ОС по постоянному току. Температурная стабилизация в каскаде ОК обеспечивается резистором Rэ.
|
|
|
Начальный ток смещения в режиме покоя, т.е. при 
задают с помощью R1, R2 и Rэ таким, чтобы рабочая точка в режиме покоя находилась примерно посередине линейного участка входной характеристики. Разделительные конденсаторы 
и 
выполняют те же функции, что и в каскаде с ОЭ.
Расчет каскада по постоянному току проводят по аналогии с каскадом с ОЭ. Исходя из эквивалентной схемы, представленной на рис. 3.10,б. можно отметить следующие характеристики усилителя с ОК
1. Коэффициент усиления по напряжению каскада с ОК
относительно входного генератора равен 
. (12.17)
2. Коэффициент усиления по току равен 
, (12.18)
где 
; (12.19)
.
Следовательно KI равен
. (12.20)
Анализ выражения показывает, что каскад с ОК имеет коэффициент усиления по току больше, чем каскады с ОЭ и ОБ.
3) Входное сопротивление каскада ОК определяется параллельным соединением резисторов R1, R2 и сопротивлением входной цепи транзистора rвх
. (12.21)
Входное сопротивление цепи транзистора равно
. (12.22)
Очевидно ,что сопротивление входной цепи транзистора rвх и входное сопротивление всего каскада с ОК больше чем в схеме с ОЭ и достигает 200…300 кОм.
|
|
|
Высокое входное сопротивление является одним из главных преимуществ каскада с ОК. Это требуется в случае применения каскада в качестве согласующего устройства при работе от источника входного сигнала с большим внутренним сопротивлением.
4) Выходное сопротивление каскада с ОК представляет собой сопротивление схемы со стороны эмиттера и определяется
. (12.23)
Выходное сопротивление каскада с ОК мало порядка десятков Ом (10…50 Ом) и сильно зависит от внутреннего сопротивления источника сигнала. Малое выходное сопротивление очень важно при использовании каскада в качестве согласующего устройства для работы на низкоомную нагрузку.
В целом усилитель с ОК характеризуется: высоким входным сопротивлением (порядка сотен килоом), зависящим от сопротивления нагрузки; низким выходным сопротивлением (порядка единиц Ом), зависящим от внутреннего сопротивления источника сигнала; высоким коэффициентом усиления по току; коэффициентом усиления по напряжению, меньшим единицы; совпадением по фазе входного и выходного напряжений.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 513; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!