(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология i/гсе = У22е = = (l/lllJCllAl. - KieK2e)~ 22с- В дальнейшем будут использованы только основные уравнения (4.6) и (4.7). Для точного расчета коэффициента усиления по напряжению воспользуемся выражением (4.7) и перепишем соотношения, вытекаюпще из рис. 4.10, для случая / = = 0: Ube = U Uce = U dU,=.-dIcRc-При этом получим dUJRc = SdU, + dUJrcE- Разрешив это уравнение относительно dU, определим коэффициент усиления по напряжению а = dUJdU, = -S{RcrcE)/(Rc + Гсе) = = -S(/?cr ). (4.8) Для граничного случая, когда R Гс£, находим а = - SRc, что совпадает с (4.5). С учетом формулы (4.2) получаем А = ~ IcRJUt- (4.9) Таким образом, коэффициент усиления по напряжению пропорционален падению напряжения на коллекторном сопротивлении Поясним полученное соотношение с помощью числового примера. Нужно рассчитать коэффициент усиления по напряжению при /с = 1 мА и Rc = 5 кОм. Из формулы (4.2) при токе, равном 1 мА, находим крутизну 5=1 мА/26 мВ = = 38,5 мА/В. При токе 1 мА типовое значение Гсе равно 100 кОм. По формуле (4.8) определяем коэффициент усиления по напряжению а = - 38,5 мА/В (5 кОмЦ 100 кОм) = = -183. Принимая приближенно, что Rc Гсе> из равенства (4.9) находим Ак - -192. 26 мВ Рассмотрим другой граничный случай: Rc Гсе- Это неравенство трудновьшолни-мо при использовании омического коллек- торного сопротивления, так как падение напряжения на Rc, согласно формуле (4.3), должно быть велико по сравнению с Uy~ 100 В. Указанный выше случай можно реализовать, применив источних стабильного тока в качестве коллекторного сопротивления. Как будет показано в разд.4.5, это достигается при высоком дифференциальном сопротивлении и малом абсолютном падении напряжения. Из формулы (4.8) при Rc rcE находим коэффициент максимального усиления ц = lim \а\ = Stce-Яс-> со Этот коэффициент не зависит от коллекторного тока, потому что величина S прямо пропорциональна, а Гсе обратно пропорциональна Ic- С учетом формул (4.2) и (4.3) окончательно получаем ц = SrcE = (Ic/Uji (Uy/Ic) = Uy/Uj. (4.10) Типовые значения коэффициента усиления ц для и-р-и-транзисторов находятся в пределах 3000-f-7500, а для р-п-р-тран-зисторов они составляют 15004-5500. Входное и выходное сопротивления Вьппе было показано, как рассчитать обеспечиваемое транзистором усиление приращений входного напряжения. Подключение источника напряжения к входному сопротивлению = dUJdl приводит к падению напряжения на внутреннем сопротивлении Rg источника. В связи с тем что и Rg образуют делитель напряжения, на входе схемы появляется сигнал dU, = lrJ{r, + Rg)-\dU Из основного уравнения (4.6) с учетом dUsE = dUg и dig = dl получаем = rg, Из формулы (4.4) находим Ге = TsE = P/S = р[ с. (4.11) Следовательно, это сопротивление тем больше, чем меньше коллекторный ток и чем больше коэффициент усиления по току р. Поскольку коэффициент усиления по напряжению не зависит от 1с, можно I г>--i- = т У Рис. 4.11. Представление схемы с общим эмиттером на базе эквивалентной схемы транзистора для малых сигналов. выбрать значение коллекторного тока таким, чтобы входное сопротивление было значительно больше R. Зная А и Ге, можно рассчитать выходное напряжение dU при малом сигнале для ненагруженного случая, т. е. при dl = = 0. При расчете коэффициента усиления по напряжению для реальной нагрузки необходимо учесть выходное сопротивление схемы Гд, которое показывает, как снизится выходное напряжение, если на выходе протекает ток dl, а напряжение сигнала Ug постоянно. Внутреннее сопротивление источника напряжения определяется следующим образом: = -S- и = const При нагрузке Ri на выходе образуется делитель напряжения из сопротивлений г и Ri, т.е. коэффициент усиления по напряжению уменьшается в RJ{ra + Rl) раз. Эта величина, меньшая, чем ц, называется коэффициентом усиления при нагрузке А . С целью расчета г , согласно правилу узлов для выхода схемы рис. 4.10, запишем равенство -die- dl,- dUJRc = Q. Подставив в основное уравнение (4.7), получим -dl, - dUJRc = SdUsE + {yrcE)dU,. Вследствие незначительной обратной передачи из dUg = О следует, что dUg = О и Га = -dUJdl, = RcTceKRc + Гсе) = > = RcWcE- (4.12) С учетом формул (4.8) и (4.12) получим коэффициент усиления С-СЕ + L C + RlTCE = -S(Rc\\rcE\\Ri). (4.13) Таким образом, в случае малых сигналов сопротивления Rc, Гсе и соединены параллельно. На этом результате основано построение эквивалентной схемы для малых сигналов (рис. 4.11). Легко убедиться, что для обведенной рамкой части схемы в окрестности рабочей точки справедливы основные уравнения (4.6) и (4.7). Поскольку процесс анализируется при малых сигналах, то представим источник напряжения в виде последовательно включенных источника постоянного напряжения [/д и источника переменного напряжения и. Амплитуда последнего выбрана настолько малой, что приближенно она может рассматриваться как дифференциал dV, поэтому Ug = + и, при dUg = и,. Аналогично ток может быть записан в виде суммы постоянной и переменной составляющих. В малосигнальной эквивалентной схеме изображены только переменные составляющие напряжений и токов. Представляя дифференциальные сопротивления как омические, используем правила расчета линейных цепей. При этом источник питающего напряжения рассматривается как коротко замкнутая перемычка, поскольку переменная составляющая его напряжения равна нулю. Сравнение со схемой, представленной на рис. 4.9, показьшает, что коллекторное сопротивление Rc включено между коллектором транзистора и общей точкой. Оно подключено параллельно Гсе и Ri. Как показано на рис. 4.11, через параллельное соединение протекает ток Sug. Эквивалентная схема наглядно иллюстрирует соотношения между А А, и г. 4.2.2. НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ Если амплитуда входного сигнала достаточно велика, то из-за нелинейности передаточной характеристики возникают искажения. Мерой искажений служит коэффициент нелинейных искажений Он определяет отношение усредненной амплитуды высших гармоник к амплитуде первой гармоники на выходе, если на входе в окрестности рабочей точки приложено синусоидальное управляюшее напряжение, описываемое выражением Ue(t) = + UgSineof. Используя уравнение (4.1), получим выражение для коллекторного тока при больших сигналах: Разложение в степенной ряд дает 1 + -sintot + + (1 -cos2o)t) + ... Запишем дробь, знаменателем которой является амплитуда первой гармоники, а числителем-амплитуда ближайшей к ней гармоники: Таким образом, коэффициент нелинейных искажений пропорционален амплитуде входного сигнала и не зависит от положения рабочей точки. Рассчитаем значение амплитуды выходного сигнала, при которой коэффициент нелинейных искажений не превышает 1%: Uem. = 41/100 1 мВ. При усилении по напряжению А х 200 максимальное значение амплитуды выходного сигнала составляет около 200 мВ. 4.2.3. СХЕМА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ И ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО ТОКУ Для уменьшения нелинейных искажений можно использовать отрицательную обратную связь. При этом часть выходного сигнала подается обратно на вход, с тем чтобы противодействовать входному сигналу. Вследствие этого уменьшается усиление, однако с помощью отрицательной обратной связи можно обеспечить, чтобы усиление в основном определялось соотношением омических сопротивлений и практически не зависело от нелинейной передаточной характеристики транзистора. В схеме, изображенной на рис. 4.12, отрицательная обратная связь реализована  Рис. 4.12. Схема с общим эмиттером и отрица тельной обратной связью по току. Коэффициент усиления по напряжению dU. Rr Re + (l/S) + (Rc/a Входное сопротивление r % r£ + рЯ£. Выходное сопротивление г. я R. с ПОМОЩЬЮ введенного в эмиттерную цепь сопротивления Re- С увеличением напряжения Ug повышается коллекторный ток. Поскольку 1е X 1с, то увеличивается падение напряжения на Re. Ve = h-e- Разность ве = - Ue составляет часть входного напряжения ЛС/. Это напряжение, приложенное к эмиттеру, противодействует усилению. Следовательно, имеем отрицательную обратную связь. Поскольку она вызвана протеканием эмиттерного тока, то ее можно назвать отрицательной обратной связью по току или последовательной отрицательной обратной связью. Если в первом приближении пренебречь изменением Ue, то получим Л17£ Д[/,. В связи с тем что через Rc протекает прак-
ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |