Файл: Electron_SE.pdf

96

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

ϳäñèëþâà÷  ìîæíà  ðîçðàõóâàòè  àíàë³òè÷íî  çà  äîïîìîãîþ  h-ïà-

ðàìåòð³â àáî íà ï³äñòàâ³ ô³çè÷íî¿ ìîäåë³ òðàíçèñòîðà. Òàêèé ìåòîä

ïðèéíÿòíèé çà íåâåëèêèõ çì³í âõ³äíîãî ñèãíàëó, òîáòî êîëè òðàíçèñòîð

ïðàöþº íà ë³í³éíèõ ä³ëÿíêàõ ÂÀÕ.

Á³ëüø óí³âåðñàëüíèì º ãðàôîàíàë³òè÷íèé ìåòîä, çà ÿêîãî ðîçðàõó-

íîê ïðîâîäèòüñÿ ïî âèõ³äí³é äèíàì³÷í³é õàðàêòåðèñòèö³ òðàíçèñòîðà çà

ïîñò³éíèì ñòðóìîì. Êð³ì òîãî, âèêîðèñòîâóþòüñÿ âèõ³äí³ ñòàòè÷í³ õà-

ðàêòåðèñòèêè òðàíçèñòîðà.

Íà ðèñ. 3.15 çîáðàæåíî âõ³äíó òà âèõ³äí³ ñòàòè÷í³ õàðàêòåðèñòèêè,

íà ÿêèõ áóäóºòüñÿ ë³í³ÿ íàâàíòàæåííÿ çà ïîñò³éíèì ñòðóìîì. Âîíà ³ º

âèõ³äíîþ äèíàì³÷íîþ õàðàêòåðèñòèêîþ çà ïîñò³éíèì ñòðóìîì:

(

)

.

E

Ê

Ê

Ê

ÊÅ

R

R

I

Å

U

+

=

(3.12)

Áóäóºòüñÿ ë³í³ÿ íàâàíòàæåííÿ çà äâîìà òî÷êàìè, ùî â³äïîâ³äàþòü:

– ðåæèìó Õ.Õ. òðàíçèñòîðࠖ U

ÊÅ

 = Å

Ê

 ïðè ²

Ê

 = 0,

– ðåæèìó Ê.Ç. òðàíçèñòîðࠖ I

Ê 

= Å

Ê 

/( R

Ê

+ R

Å

) ïðè U

ÊÅ

 = 0.

à᠖ ë³í³ÿ íàâàíòàæåííÿ çà ïîñò³éíèì ñòðóìîì. Çà ¿¿ äîïîìîãîþ çíà-

õîäÿòü ïîëîæåííÿ òî÷êè ñïîêîþ Ð, ÿêà äëÿ ðåæèìó êëàñó À ìຠëåæà-

òè ïîñåðåäèí³ â³äð³çêà àá.

²ç âõ³äíî¿ õàðàêòåðèñòèêè çíàõîäèìî çíà÷åííÿ U

0Á

.

Òîáòî çà äîïîìîãîþ ë³í³¿ íàâàíòàæåííÿ çà ïîñò³éíèì ñòðóìîì, âõ³äíî¿

òà âèõ³äíî¿ õàðàêòåðèñòèê òðàíçèñòîðà çíàõîäÿòü ïàðàìåòðè, ùî õà-

ðàêòåðèçóþòü ðåæèì ðîáîòè òðàíçèñòîðà çà ïîñò³éíèì ñòðóìîì ïðè

U

âõ

=

0 (ó ðåæèì³ ñïîêîþ).

Çíàþ÷è U

0Á

, ìîæíà ðîçðàõóâàòè ïàðàìåòðè ä³ëüíèêà íàïðóãè R

1

, R

2

.

Ùîá çíàéòè âèõ³äí³ ïàðàìåòðè êàñêàäó, íåîáõ³äíî âèêîðèñòàòè ë³í³þ

íàâàíòàæåííÿ çà çì³ííèì ñòðóìîì.

Âèõîäÿ÷è ç òîãî, ùî

;

sin

0

t

I

I

i

m

Ê

Ê

ω

+

=

(3.13)

;

sin

0

t

U

U

u

m

K

K

ω

−

=

(3.14)

,

í

m

m

R

I

U =

 (3.15)

ç âèðàçó (3.13) çíàõîäèìî

.

sin

0

t

I

i

I

Ê

Ê

m

ω

−

=

(3.16)

97

3. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÅËÅÊÒÐÈ×ÍÈÕ ÑÈÃÍÀ˲Â. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÍÀÏÐÓÃÈ Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

P

1

P

I

0

Á

I

á

ma

x

I

á

mi

n

I

0

Ê

U

0

Ê

â

I

Ê

U

Ê

Å

Ê

Ê

R

R

E

+

 I

0

Á

I

Á

U

Ê

=

5

Â

I

Á

mi

n

i

âèõ

I

m

I

Á

ma

x

U

ÁÅ

u

âõ

u

âèõ

U

m

U

0

Á

ã

á

à

Å

Ê

I

0

Ê

 R

Ê

I

0

Ê

 R

í≈

U

âõ

m

t

t

i

âõ

I

Ám

≈

í

Ê

R

U

0

Ðèñ. 

3.15 

– 

Âõ³äíà 

òà 

âèõ³äí³ 

ñòàòè÷í³ 

é 

äèíàì³÷í³ 

õàðàêòåðèñòèêè 

òðàíçèñòîðà

òà 

÷àñîâ³ 

çàëåæíîñò³ 

ñòðóì³â 

³ íàïðóã

98

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Ó âèðàç (3.14) ï³äñòàâèìî (3.15) ³ (3.16). Îäåðæèìî

.

)

(

0

0

≈

−

−

=

í

Ê

Ê

Ê

Ê

R

²

³

U

u

                          (3.17)

Öå ³ º âèõ³äíà äèíàì³÷íà õàðàêòåðèñòèêà òðàíçèñòîðà çà çì³ííèì

ñòðóìîì.

Çà óìîâè: u

Ê

 = U

0Ê

 ìàºìî i

Ê

 = I

0Ê 

.

Äëÿ ðåæèìó Õ.Õ.: i

Ê

 =0, 

.

0

0

í

Ê

Ê

Ê

R

I

U

u

+

=

Çà öèìè òî÷êàìè áóäóºìî ë³í³þ âã, ùî õàðàêòåðèçóº ðîáîòó êàñêàäó

çà çì³ííèì ñòðóìîì. Äëÿ çàáåçïå÷åííÿ ìàêñèìàëüíîãî äèíàì³÷íîãî

ä³àïàçîíó êàñêàäó òî÷êà ñïîêîþ P ïîâèííà çíàõîäèòèñü ïîñåðåäèí³

â³äð³çêà âã.

Âèçíà÷èìî îñíîâí³ ïàðàìåòðè êàñêàäó.

1. Êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ çà ñòðóìîì

(

)

.

í

Ê

Ê

í

Ê

Ám

K

m

âõm

ím

I

R

R

R

R

R

I

R

I

I

I

K

+

β

=

+

=

=

(3.18)

 2. Êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ çà íàïðóãîþ

.

âõ

í

âõ

Ám

í

ò

âõm

ím

U

R

R

R

I

R

I

U

U

K

≈

β

=

≈

=

=

(3.19)

3. Âõ³äíèé îï³ð

.

âõ

âõ

âõ

i

u

R =

(3.20)

ßêùî ââàæàòè  i

âõ

=I

Á   

(áåç âðàõóâàííÿ ä³ëüíèêà R

1

, R

2

), òî

.

Ám

Áò

âõ

I

U

R =

Íàÿâí³ñòü  ä³ëüíèêà  R

1

,  R

2

  çíèæóº  âõ³äíèé  îï³ð.  Çâåðí³òü  óâàãó:

â³äíîñíî âõ³äíîãî ñèãíàëó çì³ííîãî ñòðóìó ðåçèñòîðè R

1

 ³ R

2

 âèÿâëÿ-

þòüñÿ óâ³ìêíåíèìè ïàðàëåëüíî: â³ä å

äæ

 ñòðóì òå÷å íå ò³ëüêè ÷åðåç R

2

(ùî î÷åâèäíî), à é ÷åðåç R

1 

³ äàë³ ÷åðåç Å

Ê

 (ç îïîðîì, ùî äîð³âíþº

íóëþ – äæåðåëî íàïðóãè).

4. Âèõ³äíèé îï³ð êàñêàäó R

âèõ 

= R

Ê 

, îñê³ëüêè îï³ð òðàíçèñòîðà ç áîêó

êîëåêòîðà íåñê³í÷åííèé (ðåàëüí ñîòí³ ê³ëîîì), ÿê ó äæåðåëà ñòðóìó

(äèâ. ðîçä³ë 2.4).

99

3. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÅËÅÊÒÐÈ×ÍÈÕ ÑÈÃÍÀ˲Â. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÍÀÏÐÓÃÈ Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

Îáìåæåííÿ, ÿêèõ íåîáõ³äíî äîòðèìóâàòèñü ïðè ðîçðàõóíêó êàñêàäó:

1) I

0Ê 

= (1,05

¸

1,2) I

m 

;

2) (I

0Ê

 + I

m 

)< I

Êmàõ

 (ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîãî ñòðóìó òðàíçèñòîðà);

3) U

0Ê

 >U

m 

;

4) (U

0Ê

+U

m 

)< U

Êmax

 (ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìî¿ ðîáî÷î¿ íàïðóãè);

5) P

Ê

= I

0Ê

U

0Ê 

< P

äîï

 (äîïóñòèìî¿ ïîòóæíîñò³).

²ç ðîçãëÿíóòîãî âèïëèâàº, ùî äëÿ êàñêàäó ç ÑÅ: K

I 

>> 1, K

U 

>> 1 –

éîãî âèêîðèñòîâóþòü, êîëè íåîáõ³äíî îòðèìàòè ÿêíàéá³ëüøèé êîåô³ö³ºíò

ï³äñèëåííÿ çà ïîòóæí³ñòþ.

Êàñêàäè ç ÑÅ çðó÷íî ñïîëó÷àþòüñÿ îäèí ç îäíèì, îñê³ëüêè ¿õí³ âõ³ä-

íèé ³ âèõ³äíèé îïîðè äîñèòü áëèçüê³.

3.7.2. ϳäñèëþþ÷èé êàñêàä ç ÑÊ (åì³òåðíèé ïîâòîðþâà÷)

Ñõåìà åì³òåðíîãî  ïîâòîðþâà÷à çîáðàæåíà íà ðèñ. 3.16.

Å

Ê

VT1

Ñ2

⎯

Ñ1

R

Å

R

í

R2

(4)

(3)

(2)

(1)

R1

I

0

Ê

I

0

Á

I

ä

(I

ä

+I

0

Á

)

U

âèõ

R

äæ

å

äæ

U

âõ

i

í

+

Ðèñ. 3.16 – Åì³òåðíèé ïîâòîðþâà÷

Òóò R

Å

 – íàâàíòàæåííÿ ï³äñèëþâà÷à çà ïîñò³éíèì ñòðóìîì, ÿêå îäíî-

÷àñíî çàáåçïå÷óº òåìïåðàòóðíó  ñòàá³ë³çàö³þ ðåæèìó ñïîêîþ. Ïðè-

çíà÷åííÿ ðåøòè åëåìåíò³â òå æ, ùî é ó ñõåìè ç ÑÅ.

Ðîáîòó êàñêàäó ³ëþñòðóþòü ÷àñîâ³ ä³àãðàìè, íàâåäåí³ íà ðèñ. 3.17.

Çâåðí³òü óâàãó íà òå, ùî âèõ³äíà íàïðóãà ñï³âïàäຠçà ôàçîþ ç âõ³äíîþ.

100

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Îñê³ëüêè ó åì³òåðíîãî ïîâòîðþâà÷à I

Å

 ïðèáëèçíî äîð³âíþº I

Ê

, ãðàôî-

àíàë³òè÷íèé ðîçðàõóíîê éîãî ïàðàìåòð³â ìîæíà âåñòè, âèêîðèñòîâóþ-

÷è ïîáóäîâè, íàâåäåí³ ó ïîïåðåäíüîìó ðîçä³ë³.

U

âõm

U

0

Á

I

0

Á

u

âõ

³

Á

u

âèõ

u

RE

t

t

i

E

t

t

t

I

0

Å

=I

0

Á

+ I

0

Ê

I

m

I

Ám

I

0

Ê

 R

Å

U

m

U

âõm

t

u

Á

U

m

E

K

Ðèñ. 3.17 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè åì³òåðíîãî ïîâòîðþâà÷à

Ðîçãëÿíåìî ïàðàìåòðè ïîâòîðþâà÷à, àíàëîã³÷í³ ïàðàìåòðàì êàñêà-

äó ç ÑÅ.

1. 

(

)

( )

.

1

1

>>

+

+

β

=

+

=

=

í

E

E

Ám

í

E

E

E

Ám

ím

I

R

R

R

I

R

R

R

I

I

I

K