66. Однокаскадный усилитель rc-типа на бт с общим эмиттером (анализ параметров по переменному току)

Параметры усилителя (коэффициенты усиления по току KI, напряжению KU и мощности Kp _ρ; входное Rвх и выходное Rвых сопротивления) находятся с использованием аналитического метода, при котором на основе малосигнальной эквивалентной схемы транзистора строится эквивалентное представление каскада по переменному току и проводится его расчет по переменному току (рис. 10.23).

Входное сопротивление в области средних частот каскада с ОК определяется параллельным соединением резисторов R1, R2 и входным сопротивлением транзистора :

Входное сопротивление транзистора определяется выражением

Анализ выражений (4.1) и (4.2) показывает, что входное сопротивление транзистора и входное сопротивление каскада с ОК больше, чем в схеме с ОЭ.

Причем входное сопротивление зависит от сопротивления нагрузки. В практических схемах Rвх достигает значений 100…300 кОм. Для увеличения входного сопротивления часто используют схему без резистора R2. Высокое входное сопротивление является одним из главных преимуществ каскада с ОК. Это позволяет использовать ЭП в качестве нагрузки для источника сигнала, имеющего большое внутреннее сопротивление.

Выходное сопротивление каскада с ОК представляет собой сопротивление схемы со стороны эмиттера и определяется выражением

Выходное сопротивление каскада с ОК мало, имеет величину порядка десятков ом (10…50 Ом) и зависит от внутреннего сопротивления источника сигнала. Малое выходное сопротивление ЭП позволяет использовать этот каскад в качестве источника сигнала, работающего на низкоомную нагрузку. Коэффициент усиления по току в каскаде с ОК определяется соотношением:

где

тогда

Анализ выражения (4.5) показывает, что каскад с ОК имеет большую величину коэффициента усиления по току, чем каскады с ОЭ и ОБ.

Коэффициент усиления по напряжению каскада с ОК задается выражением

Коэффициент усиления по напряжению каскада с ОК меньше единицы. Каскад с ОК характеризуется высоким входным сопротивлением (сотни килоом), зависящим от сопротивления нагрузки; низким выходным сопротивлением (единицы–десятки ом), зависящим от внутреннего сопротивления источника сигнала; высоким коэффициентом усиления по току; низким коэффициентом усиления по напряжению, меньшим единицы. Начальные фазы входного и выходного сигналов ЭП совпадают. Поэтому ЭП обычно используют для согласования высокоомного источника сигнала с низкоомной нагрузкой.

67. Усилители постоянного тока. Назначение, параметры, основные особенности.

Под усилителем постоянного тока (УПТ) (рис 10.32) понимают усилитель, который наряду с сигналами переменного тока усиливает сигналы постоянного тока, то есть у таких усилителей . На нижних частотах и при коэффициент усиления равен коэффициенту усиления на средних частотах. УПТ имеет полосу пропускания от 0 до . Основными параметрами УПТ являются: коэффициент усиления по постоянному току ; верхняя граничная частота , определяющая ширину полосы пропускания. Фазочастотная характеристика имеет отрицательный фазовый сдвиг в области верхних частот.

Особенностью УПТ является то, что связь с источником сигнала, с нагрузкой и между каскадами не должна осуществляться при помощи реактивных элементов, так как они оказывают сопротивление переменной составляющей. Эти связи могут быть только непосредственными (гальваническими) - в этом случае выходное напряжение предыдущего каскада, содержащего постоянную составляющую режима покоя и приращение, вызванное воздействием входного сигнала, полностью подается на вход следующего каскада.

Если напряжение покоя предыдущего каскада изменяется под действием температуры или других факторов, то оно будет воспринято последующим каскадом как приращение, обусловленное воздействием входного сигнала, и будет далее усиливаться. Таким образом, в УПТ возникает явление, когда входной сигнал отсутствует, а на выходе усилителя присутствует постоянное напряжение некоторой величины. Такое явление называется дрейфом нуля. Различают абсолютный дрейф нуля (напряжение при нулевом входном сигнале) и приведенный (показывающий, какое постоянное напряжение обратной полярности требуется подать на вход усилителя, чтобы скомпенсировать величину абсолютного дрейфа). Величина дрейфа может меняться с течением времени. Причины возникновения дрейфа:

1) Температурный дрейф, вызванный температурной нестабильностью режима покоя в каскадах. Наиболее существенный вклад в дрейф усилителя вносят первые каскады, так как их дрейф усиливается последующими каскадами.

2) Старение элементов схемы. С течением времени изменяются как параметры самих транзисторов, так и остальных элементов каскада.

3) Нестабильность источников питания. Колебания напряжения источника питания приводит к колебаниям напряжения покоя и положения рабочей точки:

При возникновении дрейфа нуля происходит смещение амплитудной характеристики усилителя.