Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электроника / Лекция 11.doc
Скачиваний:
104
Добавлен:
12.02.2015
Размер:
450.56 Кб
Скачать

1. Многокаскадный усилитель

Для получения высоких значений коэффициента усиления переходят от однокаскадного усилителя к многокаскадному, в котором каскады включаются последовательно. Структурная схема такого усилителя представлена на рис.2.14.

Рисунок 2.14. Структурная схема многокаскадного усилителя

Если потери между каскадами отсутствуют, то напряжение на выходе каждого предыдущего каскада равно напряжению на входе последующего каскада. Это позволяет записать для усилителя, состоящего из Nкаскадов, соотношение для коэффициента усиления

К==····=

= К· К··· К. (2.21)

Таким образом, коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления его отдельных каскадов.

Усиление сигнала в усилителе должно осуществляться без его искажения, но одновременно при высоком коэффициенте полезного действия. Такие требования на одном каскаде не обеспечиваются. Дело в том, что качественное воспроизведение сигнала реально достигается лишь при небольшой амплитуде отклонения рабочей точки на выходной характеристике транзистора от точки покоя. Но при этом величина КПД не превышает нескольких процентов. Одновременное обеспечение высокого КПД и усиление сигнала без существенного его искажения возможно получить в многокаскадном усилителе, поскольку в этом случае можно обеспечить разделение функций: в начальных маломощных каскадах достигается качественное воспроизведение сигнала с высоким усилением сигнала, а в конечных каскадах – высокий КПД, но при малых коэффициентах усиления.

Рассмотренная в предыдущем разделе схема (рис. 2.3) используется в качестве начальных каскадов многокаскадных усилителей. А конечные каскады строятся с использованием иных схемных решений (см. разд. 2.10 и 2.11). В состав многокаскадного усилителя могут также вводиться каскады, выполняющие специальные функции. Схема такого каскада рассмотрена в разд. 2.9.

Многокаскадные усилители различаются по виду связей между каскадами. Эти связи могут быть емкостными, трансформаторными или непосредственными в зависимости от того, каким образом они осуществляются: через конденсатор, через трансформатор или непосредственно (кондуктивно). Например, многокаскадный усилитель, построенный из каскадов со схемами рис. 2.3, имеет конденсаторную связь, т.к. элементами связи являются разделительные конденсаторы. Недостатком емкостной связи является ограничение рабочего диапазона в области низких частот. Это ограничение проявляется в большей степени при увеличении числа конденсаторов в схеме усилителя. К недостаткам трансформаторной связи, кроме того, относятся большие массо-габаритные параметры и стоимость. Поэтому такая связь используется только в оконечных каскадах многокаскадных усилителей. Недостатки непосредственной связи будут обсуждены при анализе усилителей постоянного тока (разд. 2.15).

2. Эмиттерный повторитель

В эмиттерном повторителе транзистор включен по схеме ОК, как показано на рис. 2.15. Выходное напряжение снимается с резистора в эмиттерной цепи транзистора. Поэтому переменная составляющая эмиттерного тока должна протекать через резистор R, что предполагает отсутствие в эмиттерной цепи конденсатора. Этим схема на рис. 2.15 отличается от схемы на рис. 2.3.

Рисунок 2.15. Схема эмиттерного повторителя

Выходное напряжение эмиттерного повторителя по величине практически равно входному. Действительно, согласно второму закону Кирхгофа для мгновенных значений токов и напряжений контура, содержащего вход транзистора и резистор R,

u = uБЭ + i R= uБЭ + u вых ≈ u вых.(2.22)

Кроме того, фазы входного и выходного напряжений совпадают. Это определило название каскада.

Рисунок 2.16. Эквивалентная схема эмиттерного повторителя

для переменной составляющей тока

На рис. 2.16 приведена эквивалентная схема эмиттерного повторителя для переменных составляющих электрических параметров, которая позволяет провести оценку величин входного и выходного сопротивлений каскада.

Отсутствие в схеме эмиттерного повторителя конденсатора, шунтирующего резистор Rэ, изменяет величину входного сопротивления этого каскада по сравнению с величиной, определяемой соотношением (2.14), для каскада ОЭ. Однако этим соотношением можно воспользоваться для определения входного сопротивления эмиттерного повторителя, но с учетом того, чтоrвх является сопротивлением входной цепи транзистора, а не его входным сопротивлением. Согласно второго закона Кирхгофа для контура с входной цепью транзистора

UВХ = ĨБrБ + ĨЭ (rЭ + RЭRН).

Откуда

rвх = =rБ + (1 + β) (rЭ +RЭRН). (2.23)

Тогда с учетом того, что rЭ << RЭRНиrБ << (1+β)RЭRН соотношение для входного сопротивления эмиттерного повторителя может быть записано в виде:

RВХ ≈ R1R2[(1 + β)( RЭRН). (2.24)

При наличии высокоомного делителя напряжения R1 - R2и величине параметраβ, которая обычно равна нескольким десяткам, величина входного сопротивления эмиттерного повторителя достигает нескольких десятков кОм.

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя согласно эквивалентной схеме рис. 2.16 с учетом большой величины сопротивления rк(э)определяется параллельным соединением сопротивленияRЭи цепи, содержащей сопротивленияrЭ,rБиR1R2 RГ, гдеRГ- внутреннее сопротивление источника входного сигнала. Сопротивление этой цепи равно:

(2.25)

Соседние файлы в папке Электроника