October 19 2017 19:15:34
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Частотные свойства усилителей
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

Частотные свойства усилителей принято анализировать раздельно для диапазонов низких, средних и высоких частот. Соответственно во временной области рассматривают малые и большие значения времени протекания процесса. Переходные характеристики усилителей получают, как правило, с помощью обратного преобразования Лапласа передаточных функций, записанных для диапазонов.

При высокой частоте изменения сигнала значение коэффициента усиления каскада уменьшается вследствие снижения коэффициента усиления тока β(ω), уменьшения эквивалентного сопротивления нагрузки с учетом емкостной составляющей img080. Емкость коллекторного перехода также способствует снижению усиления каскада. Преобразованием схемы ее можно привести к входу схемы и заменить эквивалентной емкостью CвхKuC21, подключенной параллельно R12. На входе образуется делитель напряжения с коэффициентом, зависящим от частоты img081. Степень влияния каждого фактора и набор мер ее уменьшения зависит от конкретных параметров усилителя.

В области низких частот уменьшение коэффициента усиления напряжения связано с увеличением сопротивлений разделительных конденсаторов. Сопротивление конденсатора С1 можно интерпретировать как часть комплексного сопротивления источника img082, образующего входной делитель напряжения с img083 Разделительный конденсатор С2 вместе с сопротивлением нагрузки Rн образует выходной делитель напряжения с величиной img084

В усилителях медленно изменяющихся сигналов для обеспечения требуемой частоты среза АЧХ значения емкостей разделительных конденсаторов получаются большими. Например, если требуется иметь усилитель с частотным диапазоном от 20 Гц (ωн = 126 рад/с), то при Rвх = 1 кОм емкость конденсатора С1 должна быть не менее 8 мкФ.

Использование конденсаторов с такими номиналами в интегральных микросхемах исключено и поэтому применяются другие схемотехнические решения (непосредственная связь без разделительных конденсаторов, использование усилителей на полевых транзисторах с высоким входным сопротивлением).

Рабочий режим усилителя на полевом транзисторе (ПТ) по схеме с общим истоком (ОИ) можно обеспечить, как и в схеме ОЭ на БТ с помощью резистивного делителя напряжения, задающего фиксированный потенциал затвора. В силу очень высокого входного сопротивления каскадаimg085, составляющего десятки МОм, сопротивления делителя также выбирают высокоомными для получения большого входного сопротивления усилителя.

При использовании в усилительном каскаде МДП транзистора с технологически встроенным каналом требуемый ток покоя можно получить за счет падения напряжения на резисторе в цепи истока Rи (рис.3.2,а).


Рис.3.2. Каскад на ПТ (а), характеристика транзистора (б) и эквивалентная схема (в)

Проходная характеристика транзистора  позволяет обеспечить требуемый ток покоя Iс0 при отрицательном напряжении смещения Uсм = – Rи Iс0 (рис.3.2,б).

Учитывая, что в усилителе используется пологий участок выходных характеристик транзистора, несложно записать уравнение для вычисления постоянного тока стока Iс0 = k0(U0 Ri Iс0)2.

Аппроксимация характеристик транзистора в окрестности рабочей точки позволяет вычислить параметры img086и img087 и построить линеаризованную эквивалентную схему каскада (рис.3.2,в). Для параметров схемы обычно выполняется соотношение rк = (1¤gк) > RC , из которых следует img088. В силу весьма большого значения rз можно принять img089 и, следовательно, img090. С учетом принятых допущений узловые уравнения для действующих значений синусоидальных напряжений имеют вид:

img091 img092

Решение уравнений при условииimg093 дает приближенную формулу для вычисления коэффициента усиления напряжения: img094.

При типичных значениях img095 мА/В и Rи = 0; Rс = 10 кОм каскад дает малое усиление напряжения img096. Высокое входное сопротивление img097 обеспечивает большой коэффициент усиления тока, определяемый выражением img098. Для увеличения значения коэффициента усиления напряжения применяют нелинейную нагрузку в виде полевого транзистора аналогичного типа с фиксированным потенциалом затвора.

3.2. Дифференциальные (балансные) каскады

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 2,256,288 уникальных посетителей