Резисторный каскад на транзисторе с общим эмиттером и емкостной межкаскадной связью
Наиболее распространенной является схема на транзисторе с общим эмиттером, дающая самое большое усиление сигнала. На рис. 41 приведена такая схема резисторного каскада с емкостной связью со следующим каскадом.
Рис 41 Резисторный каскад на транзисторе с общим эмиттером и емкостной межкаскадной связью
Конденсатор связи Сс должен быть включен в схему рассматриваемого каскада. Элементы смещения Rб1 и Rб2 во входной цепи данного транзистора Т, не влияющие на усилительные свойства и искажения в его коллекторной цепи, при анализе резисторного каскада не учитываются, но имеется в виду, что они создают требуемый режим покоя.
Наиболее распространенный способ стабилизации режима - эмиттерная стабилизация с помощью резистора Rэ. Для исключения отрицательной обратной связи по переменному току резистор Rэ зашунтирован конденсатором Сэ. Назначение остальных элементов схемы также известно из предыдущих тем:
- Rк - коллекторная нагрузка, на которой создается усиленный сигнал,
- Сс - конденсатор связи, который разделяет каскады по постоянному току и передает сигнал на следующий каскад.
Влияние входной цепи следующего каскада учитывается как включение параллельно выходу данного каскада входного сопротивления RВХ2 и входной емкости Сс. При этом RВХ2 вычисляется как эквивалентное сопротивление параллельно включенных для переменной составляющей тока элементов смещения следующего каскадаR'б1 и R' б 2 и собственно входного сопротивления следующего транзистора для его схемы включения.
Постоянная составляющая тока, или иначе ток покоя коллектора Iko, протекает от плюса источника питания + Ек через резистор Rк транзистор Т и резистор Rэк минусу источника питания - Ек. Рассматривая прохождение постоянного тока, учитываем полярность источника питания для схемы с транзистором n-р-n-типа. Считая, что Iко~Iэо, можно вычислить коллекторное напряжение покоя UКО между коллектором и эмиттером по формуле:
При подаче на вход сигнала коллекторный ток пульсирует, т. е. появляется еще и переменная составляющая тока ik~,. Поскольку схема ОЭ переворачивает фазу напряжения сигнала на 180°, то отрицательной полуволне сигнала на базе соответствует положительная полуволна на коллекторе (знаки в скобках). В этот полупериод переменная составляющая тока проходит от коллектора по внешней цепи к эмиттеру. Как видно из схемы, для переменного тока коллекторная цепь представляет две основных параллельных ветви. Часть тока пойдет от коллектора через Rк и источник питания (фактически через ближайший конденсатор развязывающего фильтра Сф) на общий провод и далее через Сэ к эмиттеру; другая часть - через конденсатор связи Сс и входное сопротивление Rвх2 следующего транзистора на общий провод, а далее также через Сэ к эмиттеру. Эта часть является полезным током и представляет собой собственно выходной ток каскада Iвых, равный току входного сигнала следующего транзистора Iвх сл.
Рассмотрим эквивалентную схему и частотную характеристику резисторного каскада.
В полной эквивалентной схеме (рис. 42, а) выходная цепь транзистора Т1 заменена эквивалентным генератором с ЭДС, в Kхх раз большей, чем напряжение сигнала на входе U вх, и внутренним сопротивлением, равным Rвых (Rхх - коэффициент усиления в режиме холостого хода). К этому генератору подключены все элементы коллекторной цепи, включая входную цепь следующего транзистора, влияние которой отражено его входным сопротивлением Rвх2 и входной емкостью С0. В емкость С0 входит емкость монтажа См, резко возрастающая в случае использования длинных шлангов к выносному регулятору громкости или к другому, конструктивно самостоятельному, усилителю.
Рис.42 Эквивалентные схемы резисторного каскада с емкостной связью:
а - полная, б - для средних частот, в - для нижних частот,
г - для верхних частот
В полученной полной эквивалентной схеме имеется два реактивных элемента: Сс включено последовательно, а С0 - параллельно выходу. Поэтому они влияют в разных областях частот. На основании этого можно рассматривать упрощенные эквивалентные схемы отдельно для каждой области частот.
В области средних частотреактивные элементы не оказывают влияния, так как сопротивление большой емкости Сс мало, и на нем теряется малая доля сигнала, а сопротивление очень малой емкости С0 велико и в него практически не ответвляется ток. Поэтому влиянием этих емкостей можно пренебречь. Эквивалентная схема содержит только Rк и Rвх2, которые составляют одно эквивалентное сопротивление нагрузки переменному току Rкос (рис. 42, б).
В области нижних частотвозрастает сопротивление емкости Сс, и на нем теряется часть усиленного сигнала. Это учитывается в эквивалентной схеме (рис. 42, в). Влиянием малой емкости С0 пренебрегаем, так как ее сопротивление очень велико по сравнению с Rвх2. Частотная характеристика имеет в области нижних частот спад тем больший, чем меньше емкость Сс и входное сопротивление следующего каскада, т. е. чем меньше постоянная времени тн на нижних частотах, зависящая от произведения этих величин. Учитывая небольшую величину Rвх в транзисторных каскадах, для уменьшения спада нижних частот необходимо иметь большую величину емкости Сс. Поэтому используют низковольтные малогабаритные электролитические конденсаторы.
Рис. 43 Частотная характеристика резисторного каскада с емкостной связью
В области верхних частотуменьшается сопротивление емкости С0, что приводит к уменьшению коэффициента усиления напряжения. Поэтому влиянием емкости С0 нельзя пренебречь, а емкость Сс уже влияния не оказывает, так как ее сопротивление гораздо меньше, чем Rвх2. Эквивалентная схема для верхних частот показана на
рис. 42, г. Частотная характеристика имеет спад на верхних частотах тем больший, чем больше емкость С0 и сопротивление, которое она шунтирует, т. е. чем больше постоянная времени тв. Ее можно вычислить как произведение емкости С0 на выходное сопротивление каскада, определяемое параллельным включением Rвых транзистора и Rк~. Отсюда следует, что чем меньше выходное сопротивление каскада, тем меньше влияет емкость, действующая параллельно его выходу. Частотная характеристика резисторного каскада с емкостной связью дана на рис. 43.
Дата добавления: 2015-10-05; просмотров: 1234;