Использование схем замещения транзистора для анализа усилительных каскадов в режиме малых сигналов

С помощью схем замещения транзистора легко рассчитать параметры усилительной схемы для сигналов малой амплитуды. Для примера проведем расчет усилительного каскада (рис. 3.30).

Составим малосигнальную эквивалентную схему, соответствующую схеме рис. 3.30; для этого:

1. Источник постоянного напряжения замкнем накоротко (его сопротивление переменному току близко к нулю).
2. Заменим транзистор малосигнальной схемой замещения.

Полученная таким образом малосигнальная эквивалентная схема усилительного каскада изображена на рис. 3.36,а.

Для простоты примем, что сопротивления разделительных конденсаторов в рабочем диапазоне частот близки к нулю, а сопротивления R_Б и R_К велики ( R_Б >> h_11Э, R_К >> R_Н). Тогда схема упрощается и приобретает вид рис. 3.36,б. Тогда для токов и напряжений транзистора запишем:

.(3.51)

Кроме того, добавим два уравнения, описывающие источник сигнала и нагрузку:

U_Кm = - R_Н I_Кm ; (3.52)

E_Эm = U_Бm + I_Бm R_г . (3.53)

Из системы уравнений (3.51...3.53) можно получить все расчетные формулы. (3.54)

где: D h_э= h_22Э , h_11Э - h_12Э h_21Э .

Отметим, что, как правило, D h R_Н << h₁₁; D h << h₂₂R_Г и h₁₁<< R_Г.

Пример: h_11Э=0,14 кОм; h_12Э=4,3 · 10 ^-4; R_Н=1 кОм;

h_21Э=45; h_22Э=1,8 · 10 ^-4 См; R_Г =10 кОм.

При этом:

D h » 5 · 10 ^-3 ; ^D hR_Н =5,0 Ом<< h₁₁; h₂₂R_Г =1,8>> D h.

Следовательно:

Главное достоинство полученных с помощью схемы замещения соотношений (3.54) в том, что они справедливы для любой схемы включения транзистора (ОБ, ОЭ, ОК) и даже для любых усилительных элементов.