Главная » Периодика » Безопасность

0123 ... 20


обратная связь усилителей

Один из способов расчета транзисторных усилителей по переменному току заключается в том, что транзистор заменяют эквивалентной электрической схемой, после чего оказывается возмож-рым применить к полученной схеме любой метод расчета линейных электрических цепей.

Наибольшее распространение получила эквивалентная схема транзистора, изображенная на рис. 1. Здесь сопротивления Гэ и гб

отражают сопротивление эмиттерного р-п перехода реального транзистора при прямом смещении.

Сопротивление гб отражает то сопротивление, которое оказывает базовый объем полупроводника прохождению тока базы

Сопротивление Гк отражает сопротивление коллекторного п-р перехода при обратном смещении. Емкость С"б, шунтирующая сопротивление гб, отражает собственную и диффузионную емкости эмиттерного перехода при прямом смещении, а емкость Ск - аналогичные емкости коллекторного перехода при обратном смещении. Типичные значения этих параметров эквивалентной схемы для транзистора типа МП40 при токе эмиттера /э=1 ма и напряжении б=-5 в составляют: Гэ=13 ом\ гб=220 ом\ гб = 380 ом\ г„ = =300 ком\ Сб = 12000 пф\ Ск = 60 пф.

Если бы схема состояла только из этих пассивных элементов, то эмиттерный ток в эквивалентной схеме нагруженного транзистора почти полностью замыкался бы через базовую ветвь и только малая его часть ответвлялась бы в ветвь коллектора.

В реальном транзисторном каскаде все обстоит наоборот: основная часть эмиттерного тока поступает в цепь коллектора и только малая часть - в цепь базы.

Чтобы получить в эквивалентной схеме каскада такое же распределение эмиттерного тока, в рассматриваемую эквивалентную схему транзистора введен источник э. д с. Источник включен в

Рис. 1. Эквивалентная транзистора, учитывающая сти переходов.

схема емко-

коллекторную ветвь и служит для увеличения тока в этой ветви и в сопротивлении нагрузки.

Ток в коллекторной ветви будет при наличии источника пропорционален его э. д. с. Но коллекторный ток реального транзистора пропорционален току эмиттера. Чтобы обеспечить эту пропорциональность в эквивалентной схеме, считают, что э. д. с. источника зависит от тока эмиттера (пропорциональна величине последнего). Коэффициент пропорциональности между напряжением и током имеет размерность сопротивления и обозначается в данном случае символом Гг.

Поскольку величина э д. с. £г генератора в эквивалентной схеме транзистора зависит от тока эмиттера (управляется этим током), источник э. д. с. Ev на- р i

зывается зависимым источником гэ

Э. д. с. flg-l-1 ш 1-1--0

Величина Гг выбирается с та- Т -

КИМ расчетом, чтобы распределение тока в ветвях эквивалентной схемы нагруженного транзистора было таким же, как и в реальной схеме В частности, для транзи- «6

стора типа МП40 в упомянутом ранее режиме при r„ = 300 ком р т пбпяняя экнияяттрнт величина Гг составляет 289,7 ком. .t" л nttf ппГ

Заметим, что при заданном сопро- "5ГлГ„ "1 VT тивлении Гк округление величины «ш источником э. д. с.

Гг ни в коем случае не допустимо.

Дело в том, что в знаменатель многих расчетных формул входит разность (Гк-Гг), в то время как в числитель - одна из этих двух близких друг к другу величин.

Необходимость задания величин Гк и Гг с четырьмя значащими цифрами - существенный недостаток рассматриваемой эквивалентной схемы

Ток коллектора по своей физической природе является продолжением тока эмиттера Поэтому если в некоторый момент времени ток эмиттера (переменная составляющая) входит в транзистор, то коллекторный ток должен выходить из него. Именно с учетом этого обстоятельства выбирают направление э. д с £г в эквивалентной схеме транзистора. Электродвижущая сила направлена так, чтобы создаваемый ею ток коллекторной ветви был продолжением эмиттерного тока.

На средних частотах рабочего диапазона усилителя емкости Сб и Ск имеют достаточно большое сопротивление по сравнению с сопротивлением тех участков эквивалентной схемы, параллельно которым они включены. Поэтому при расчете на средних частотах можно исключить обе емкости из эквивалентной схемы, после чего сопротивления гб и окажутся соединенными последовательно. Заменив их одним эквивалентным

Гб = гб+гЧ (1)

получим эквивалентную схему, изображенную на рис. 2 Элементы этой схемы носят следующие названия: Гэ - сопротивление эмиттера; Гб - сопротивление базы; Гк - сопротивление коллектора.

2. ДИНАМИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ ТОКА В СХЕМЕ С ОБЩЕЙ БАЗОЙ

Дополним эквивалентную схему транзистора сопротивлением нагрузки /?н, как показано на рис. 3, и составим для нее систему уравнений контурных токов. Контуры выберем с таким расчетом, чтобы по ветви эмиттера проходил только контурный ток Л, по ветви коллектора - только контурный ток /2:

>1 = Л(гэ + Гб)/2Гб; \

Ev ~ f г/э = r/i-

Подставив это значение Ег во второе уравнение системы, можем найти отношение тока коллектора к току эмиттера:

к У2

Гб+Гт

При /?н = 0 (т. е. в режиме короткого замыкания выходных зажимов по переменной составляющей) отношение токов становится равным:

/к Гб±Гг ...

Эта величина называется коэффициентом усиления тока транзистором, включенным по схеме с общей базой (ОБ) в режиме

короткого замыкания вы-

Рис. 3. Эквивалентная схема каскада с общей базой.

ходных зажимов. Ее принято обозначать буквой а. Термин «с общей базой» означает, что в рассматриваемой схеме (рис. 3) база служит общим электродом транзистора для входной (напряжение Ui) и выход

ной (напряжение U2) цепи Наряду с термином «коэффициент усиления то ка» применяют термин «ко эффициент передачи тока». В качестве примера вычислим коэффициент передачи тока в режиме короткого замыкания для транзистора типа МП40, вклю ченного по схеме ОБ Подставляя в формулу (4) значения пара метров, приведенные в предыдущем параграфе, находим:

Гб + гг 600 + 290.10 «ТНЙ 600 +300.10 =0,966.

При увеличении сопротивления нагрузки Rn коэффициент передачи тока уменьшается в соответствии с формулой (3). Эта фор-

0123 ... 20