Биполярный транзистор

Там было бесконечно большое сопротивление на входе, поэтому о токах не говорили.

Здесь будем говорить о токах.

Токи (красная и синяя линии на рисунке)будут вычитаться, и это считается признаком отрицательной ОС.

Еще одна схема:

ОС отрицательная. Если Rвх , то входной и выходной токи текут в противоположных направлениях

Схемы на одном транзисторе.

Схема с общим эмиттером

Самая стабильная схема питания транзистора.

Rэ дает обратную связь на сколь угодно низких частотах.

Чтобы коэффициент усиления не уменьшался сопротивление между эмиттером и общим проводом нужно уменьшить.

Метод анализа линейных схем основан на эквивалентных схемах.

Как нарисовать эквивалентную схему?

=>

Rб = Rб1|| Rб2

В области средних частот емкости рассчитывают с такой целью, чтобы их сопротивление было минимальным (почти 0)

Эквивалентная схема на СЧ:

Конденсаторы на схеме замкнули.

Rг= R6||R1u

Rн= Rк||R2u

Запишем коэффициент усиления:

Итак,

Коэффициент усиления по ЭДС

другой коэффициент

Если входное сопротивление бесконечно велико, то потери в передаче между точками 1 и 2 практически=0, поэтому К=1.

Входное сопротивление транзистора недостаточно большое (для БТ) -> поэтому нужен коэффициент

К=40IokRн

Область нижних частот:

Rб||h11=Rвх

Усилительный каскад с оэ в области верхних частот

Эквивалентная схема транзистора (схема Джаколетто)

r’б – сопротивление тела базы (от вывода транзистора до перехода)

r’б 20100 Ом

rбэ+Сбэ – показывает переход БЭ

h11= r’б+ rбэ

Ск – емкость между коллектором и переходом(КБ). Емкости малые, поэтому их нет на НУ и СЧ(емкости 10-100пФ). Влияют только на ВЧ.

ik=iбh21 -> зависимый источник(ik=SU1)

Входное сопротивление можно рассматривать следующим образом:

Лампа:

Свх=Сск+Сос(1+К) К - коэфф. усиления на СЧ

Когда 2 лампы, считают, что 1-ая лампа, и 2-ая лампа, и 3-я, и т.д. работают на емкость Свх.

В результате эквивалентная схема получится проще(–) С0=Сбэ+Сск(1+К). В схеме с ОЭ действует эффект Миллера.

Получаем 2 звена, каждое из которых имеет функцию передачи 1-ого порядка.

Если есть одна емкость, то функция передачи имеет 1 полюс. Как влияет сопротивление Rг на частотную характеристику?

1. Rг=0

2. Rг -> 

Чем меньше сопротивление источника сигнала, тем выше частота полюса. Т.о.

если Rг -> 0, то мы имеем максимальную граничную частоту, т.е. максимальную полосу пропускания.

Со стороны выхода:

1. Rн -> 0 2) Rн -> (fp уменьшается, плохо)

Rг=0 или для Rг ->

Чтобы построить широкополосный усилитель, внешние сопротивления должны быть близкими к нулю.

АЧХ:

Переход БЭ имеет Cбэ10пФ => надо учитывать эффект Миллера (т.к.. Скэ увеличивается в несколько раз)

Все это без ОС. Что будет с ОС? Посчитать трудно, никто не пытался.

Схема с ОС:

Коэфф. усиления:

Если Z3=0, то получим коэффициент передачи без ОС.

Если таким образом подставить все элементы (без ОС, без учета эффекта Милера), получим:

Получили уравнение 2-ого порядка =>2 полюса, в числителе есть p=>есть 0, причем в правой полуплоскости => схема неминимальнофазовая.

С ОС за счет Rэ и Cэ появится еще один ноль в левой полуплоскости – это хорошо.

АЧХ без ОС (см. график выше). Это характеристика без эффекта Миллера. АЧХ с эффектом и без эффекта Миллера почти одинаковая, т.к. ноль и полюс далеко от fгр.

ФЧХ схемы с ОС:

Фазовый сдвиг, если знаем частоты полюсов:

0. полюс: (при эффекте Миллера)

1. полюс: (без эффекта Миллера)

После 180 ОС может быть уже положительной.

Поэтому при СВЧ даже 1 транзистор может самовозбуждаться.

Если ввести ОС, появляется от Rэ еще один ноль – он будет в левой полуплоскости и он будет компенсировать действие правого нуля.

Если Cн=0, то АЧХ будет продолжаться, не падая до бесконечности.

При неминимальнофазовой цепи на одной из частот будет провал.

Переходная характеристика: