Аналитический расчет одиночных каскадов усиления на биполярных транзисторах
В рабочем режиме к транзистору, представляемому в виде четырехполюсника, подключается с одной стороны источник сигнала с внутренним сопротивлением RГ, а с другой – сопротивление нагрузки RH рис. 8.25.
Рис. 8.25
При расчетах воспользуемся системой h-параметров
(8.50)
В соответствии с принятыми обозначениями:
Тогда второе уравнение можно переписать следующим образом:
, (8.51)
откуда получим величину коэффициента усиления по току в рабочем режиме: (8.52)
В первом уравнении системы (8.50) разделим обе части на I1:
и определим входное сопротивление каскада:
,
или
(8.53)
откуда
(8.54)
Коэффициент усиления по напряжению:
(8.55)
Коэффициент усиления по мощности:
(8.56)
Если на вход каскада не подавать сигнал, то U1 = 0, а при подаче сигнала на выход, через цепь внутренней обратной связи поступит сигнал, равный произведению h12×U2 и во входной цепи ток будет равен I1. Из первого уравнения системы (8.50) получим:
во втором уравнении системы (8.50) разделим обе части на ток I2:
(8.57)
Полученные выражения являются общими и их необходимо конкретизировать для каждой из трех схем включения транзисторного усилительного каскада.
Для схемы включения с общей базой получим:
(8.58)
В большинстве случаев RH×h22б << 1 и Kiб » h21б. Для схемы с ОБ коэффициент обратной связи имеет обратный знак h12 = − h12б и тогда выражение для входного сопротивления перепишем следующим образом:
(8.59)
Для относительно небольших сопротивлений нагрузки будем иметь:
(8.60)
Коэффициент усиления по напряжению:
(8.61)
Выходное сопротивление:
(8.62)
Если Rг , то .
Выражения для схемы включения с общим эмиттером примут вид:
. (8.63)
Поскольку для схемы с ОЭ коэффициент обратной связи положителен: , то
. (8.64)
При малой величине сопротивления нагрузки получаем:
, (8.65)
а усиление по напряжению
. (8.66)
Далее находим выходное сопротивление:
. (8.67)
При расчете основных параметров для схемы включения с общим коллектором необходимо учесть, что .
Тогда
. (8.68)
Коэффициент усиления по напряжению:
. (8.69)
Входное сопротивление:
(8.70)
или
. (8.71)
Выходное сопротивление каскада с общим коллектором:
. (8.72)
Для приближенных расчетов можно использовать выражение:
(8.73)
Выходное сопротивление получается самым малым из трех схем включения. Коэффициент усиления по напряжению близок к единице, поэтому данную схему еще называют эмиттерный повторитель.
Дата добавления: 2015-05-13; просмотров: 1532;