ВУЗ: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Электроника
Добавлен: 23.10.2018
Просмотров: 15631
Скачиваний: 29
161
циент
передачи
тока
базы
на
любой
частоте
.
В
справочниках
приводится
модуль
коэффициента
передачи
тока
базы
,
измерен
-
ный
на
высокой
частоте
ИЗМ
f
.
Частота
,
на
которой
коэффициент
передачи
1
β = ,
называется
частотой
среза
.
0
β
f
T
f
1
=
β
изм
β
изм
f
Рис. 4.23 — Зависимость коэффициента
передачи тока базы от частоты
Схема с общим коллектором
.
Эта
схема
(
см
.
рис
. 4.4, в)
имеет
много
общего
со
схемой
ОЭ
,
потому
что
в
обеих
управляющим
током
является
ток
базы
,
а
выходные
токи
(
Э
I
или
K
I )
различаются
незначительно
.
Поэтому
семейство
выходных
характеристик
будет
практи
-
чески
таким
же
,
как
на
рис
. 4.20, а,
если
ток
коллектора
заменить
током
эмиттера
.
Что
касается
входного
семейства
,
то
оно
пред
-
ставляется
кривыми
,
показанными
на
рис
. 4.20, б,
но
сдвинутыми
вправо
на
величину
напряжения
на
коллекторном
переходе
,
ко
-
торое
в
данном
случае
играет
роль
входного
напряжения
.
Переходные
и
частотные
свойства
схемы
ОК
почти
совпа
-
дают
со
свойствами
схемы
ОЭ
,
так
как
они
определяются
коэф
-
фициентом
передачи
1
Э
б
dI
dI
= + β,
мало
отличающимся
от
β.
В
заключение
главы
рассмотрим
параметры
усилительных
каскадов
при
различных
схемах
включения
транзисторов
.
Будем
считать
выходные
статические
вольт
-
амперные
характеристики
162
для
всех
схем
включения
одинаковыми
Анализ
схем
проведем
для
области
низких
частот
.
На
рис
. 4.18
приведены
принципиальные
схемы
усилитель
-
ных
каскадов
при
включении
транзисторов
с
ОЭ
,
ОК
,
ОБ
соот
-
ветственно
.
На
рис
. 4.19 —
эквивалентные
схемы
в
области
низ
-
ких
частот
для
каждого
усилительного
каскада
.
Чаще
под
сопро
-
тивлением
Г
R
имеется
в
виду
выходное
сопротивление
преды
-
дущего
каскада
.
VT
U
Г
R
Г
C
R
2
R
1
R
K
E
K
VT
U
Г
R
Г
C
R
2
R
1
R
Э
E
K
VT
U
Г
R
Г
C
R
R
К
E
K
E
СМ
а
б
в
Рис. 4.24 — Принципиальные схемы усилительных каскадов
при включении транзисторов ОЭ, ОК, ОБ соответственно
Схема с общей базой
Входное
сопротивление
каскада
,
если
учесть
,
что
влиянием
дифференциального
сопротивления
коллекторного
перехода
можно
пренебречь
,
запишется
в
виде
:
.
Э Э
Б Б
ВХ
Э
I r
I r
R
I
+
=
(4.44)
163
Ток
базы
связан
с
током
эмиттера
1
Б
Э
I
I
=
− α
.
Подставив
значение
тока
базы
в
формулу
(4.44),
получим
(
)
1
.
ВХ
Э
Б
R
r
r
=
+
− α (4.45)
Выходное
сопротивление
каскада
:
.
ВЫХ
K
R
r
=
(4.46)
Коэффициент
усиления
по
току
можно
записать
как
отно
-
шение
выходного
тока
к
входному
Э
I
Э
I
K
I
α
=
= α . (4.47)
I
К
I
Э
I
Б
βI
Б
R
Г
r
Э
r
Б
r
k
*
R
Н
U
Г
r
k
*
I
К
I
Э
I
Б
βI
Б
R
Г
r
Э
r
Б
R
Э
U
Г
а
б
I
К
I
Э
I
Б
άi
Э
R
Г
r
Э
r
Б
r
k
R
Н
U
Г
в
Рис. 4.25 — Эквивалентные схемы усилительных каскадов для области
низких частот при включении транзисторов с ОЭ, ОК и ОБ
Коэффициент
усиления
по
напряжению
:
(
)
(
)
(
)
1
1
Н Э
ВЫХ
Н
U
Г
Э
Г
Б
Э
Э
Г
Б
R I
U
R
K
U
r
R
r
I
r
R
r
α
α
=
=
=
+
+
− α
+
+
− α
. (4.48)
Если
в
формуле
4.48
выполняется
условие
164
(
)
1
Г
Э
Б
R
r
r
>>
+
− α
с
учетом
,
что
1
α ≈ ,
выражение
для
коэффи
-
циента
передачи
по
напряжению
запишется
в
виде
:
Н
U
Г
R
K
R
=
,
т
.
е
.
не
зависит
от
параметров
транзистора
и
его
режима
.
Однако
при
этом
следует
помнить
,
что
для
обеспечения
усиления
по
мощно
-
сти
необходимо
выполнять
условие
Н
Г
R
R
>
.
Таким
образом
,
увеличение
сопротивления
Г
R
повышает
стабильность
коэффи
-
циента
усиления
,
но
снижает
усиление
мощности
входного
сиг
-
нала
.
Схема с общим эмиттером
Входное
и
выходное
сопротивления
,
учитывая
допущение
которое
мы
сделали
выше
,
равны
(
)
1
;
Б Б
Э Э
Г
ВХ
Б
Э
Б
Б
I r
I r
U
R
r
r
I
I
+
=
=
==
+
+ β (4.49)
*
.
ВЫХ
K
R
r
=
(4.50)
Коэффициенты
усиления
по
току
и
напряжению
соответст
-
венно
равны
;
I
K
= β (4.51)
(
)
.
1
(
)(1
)
н
Н
U
Э
Б
Г
Э
Б
Г
R
R
K
r
r
R
r
r
R
α
β
=
=
+ β +
+
+
+
− α
(4.52)
Из
формулы
4.52
видно
,
что
сопротивление
Г
R
при
включе
-
нии
транзистора
с
ОЭ
не
обеспечивает
высокой
стабильности
ко
-
эффициента
усиления
по
напряжению
.
Если
в
цепи
эмиттера
включить
дополнительный
резистор
Э
R ,
коэффициент
усиления
по
напряжению
можно
записать
в
виде
:
(
)(
)
.
1
Н
U
Э
Э
Б
Г
R
K
R
r
r
R
α
=
+
+
+
− α
Если
выполнить
условие
(
)(
)
1
Э
Э
Б
Г
R
r
r
R
>>
+
+
− α ,
можно
записать
:
Н
U
Э
R
K
R
≈
,
т
.
е
.
коэффициент
усиления
не
зависит
от
па
-
раметров
транзистора
.
165
Схема с общим коллектором
Входное
и
выходное
сопротивления
,
учитывая
допущение
которое
мы
сделали
выше
,
равны
(
)
(
)
(
) 1
;
Б Б
Э
Э
Э
ВХ
Б
Э
Э
Б
I r
I
r
R
R
r
r
R
I
+
+
=
=
+
+
+ β (4.53)
*
.
ВЫХ
K
R
r
=
(4.54)
Коэффициенты
усиления
по
току
и
напряжению
соответст
-
венно
равны
1;
I
K
= β + (4.55)
(
)
.
(
) 1
(1
)
Э
Э
U
Э
Э
Б
Э
Э
Б
R
R
K
r
R
r
r
R
r
β
α
=
=
+
+ β +
+
+
− α
(4.56)
Анализ
усилительных
схем
при
различном
включении
тран
-
зисторов
показывает
(
область
низких
и
средних
частот
):
1.
Схема
с
ОБ
имеет
самое
низкое
входное
сопротивление
.
Самое
высокое
входное
сопротивление
имеет
схема
с
ОК
.
Однако
следует
иметь
в
виду
,
что
,
если
в
схеме
с
ОЭ
в
цепи
эмиттера
включить
сопротивление
Э
R ,
как
в
схеме
с
ОК
,
входные
сопро
-
тивления
для
обоих
каскадов
будут
равны
.
2.
Самое
низкое
выходное
сопротивление
имеет
схема
с
ОК
.
Как
правило
,
оно
лежит
в
пределах
десятков
Ом
.
Благодаря
низ
-
кому
выходному
сопротивлению
каскад
с
ОК
(
эмиттерный
по
-
вторитель
)
очень
часто
используется
при
работе
на
низкоомную
нагрузку
.
Два
других
каскада
имеют
высокое
выходное
сопро
-
тивление
—
десятки
и
сотни
кОм
,
т
.
е
.
можно
считать
,
что
выход
-
ной
ток
не
зависит
от
величины
сопротивления
коллекторного
резистора
(
режим
генератора
тока
).
3.
Все
рассмотренные
схемы
принципиально
могут
обеспе
-
чить
усиление
по
мощности
,
причем
схема
с
ОЭ
обеспечивает
максимальное
усиление
по
мощности
на
постоянном
токе
.
4.
Очень
часто
на
основании
п
.3
делают
ошибочный
вывод
,
что
схема
с
ОЭ
является
более
предпочтительной
по
отношению
к
двум
другим
.
Мы
анализировали
область
низких
частот
,
что
яв
-
ляется
частным
случаем
.