4.ЦЕПИ ПИТАНИЯ И ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА РАБОТЫ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ

4.6.Коэффициенты чувствительности

δIк (Rб )= −	6,2 103								0,1= 0,0056 −0,6%;
	6,2 10		3	+80 1,3			10	3
δIк (Rэ )= −				1,3		0,1= 0,092 −9,2%.
	1,3 + 6,2
				80
Общая нестабильность: SIк					=10 % −0,6 % −9,21 % = 0,2 %.

Выводы

1.При анализе термостабильности схемы на биполярном транзисторе необходимо учитывать температурную зависимость:

обратного тока коллектора; напряжения на переходе база – эмиттер; коэффициента передачи тока базы.

2.При анализе термостабильности целесообразно рассматривать транзистор как элемент, не зависящий от температуры, а источники температур-

ной нестабильности ∆Uб′э , ∆Iк0 объединить с внешними источниками.

3.Стабильность тока коллектора для различных цепей питания определяется величиной резисторов Rб и Rэ .

4.Расчет термостабильности производят как с учетом влияния температуры на типовые параметры, так и с учетом их технологического разброса.

5.Для повышения термостабильности используют термокомпенсирующие элементы (диоды, терморезисторы, транзисторы в диодном включении).

6.Наибольшее влияние на температурную нестабильность тока стока оказывают:

температурная зависимость тока затвора; температурная зависимость начального тока стока; температурная зависимость напряжения затвор – исток.

7.Повысить термостабильность в схемах на полевых транзисторах можно введением обратных связей.

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-91-

5. РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

Реостатный каскад относится к каскадам предварительного усиления. Основное назначение каскадов предварительного усиления – повысить уровень входного сигнала. Поэтому основное требование к таким каскадам мак-

симальный коэффициент усиления Ku , Ki .

Принципиальная схема резистивного каскада представлена на рис. 5.1, где Rк – сопротивление нагрузки в цепи коллектора каскада на VT2, которое

совместно с Rбсл = Rб1сл // Rб2сл образует сопротивление источника сигнала для VT3; Сp – разделительный конденсатор. Разделяет переменную и постоян-

ную составляющие коллекторного тока; Rб , Cэ , Rэ

– элементы цепи питания

каскада по постоянному току;

Сф, Rф – элементы фильтра в це-

+Е

пи питания.

Rф

Сф

Назначение фильтра:

устраняет

паразитную

Rкпр

Rб2

связь между каскадами через це-

Rб2

Rк

сл

Rксл

пи питания (развязывание);

Rк сл

сглаживание

пульсаций

Ср

питающего напряжения;

коррекция характеристик в

Rб1

области НЧ (больших времен).

сл

Rб1

Rф – элемент стабилизации

Сэ0

Rэ0

режима по постоянному току в

	цепи коллектора;	Рис. 5.1. Схема принципиальная
	Сф устраняет параметри-
		электрическая реостатного усилителя
	ческую ООС по току.	трехкаскадного усилителя

5.1. Принципделенияреостатногоусилителянакаскады

Наибольшее применение нашли два метода расчета реостатного каскада. Эквивалентная схема каскада для первого метода расчета представлена на рис. 5.2, где

Ср

			Rбсл		Rвхсл
	Rсв						Свхсл

Е

Rэ

Рис. 5.2. Эквивалентная схема резистивного

каскада усилителя для первого метода расчета

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-92-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.1.Принцип деления реостатного усилителя на каскады

Rб = Rб1 // Rб2 .

По первому методу сигнал от идеального генератора напряжения подается непосредственно на базу транзистора. Нагрузка транзистора включает

Rксвое , Rбсл , Rвхсл .

Недостаток данного метода в том, что для оценки свойств рассматриваемого каскада необходимо знать входное сопротивление следующего за ним каскада.

Для второго метода расчета эквивалентная схема представлена нарис. 5.3.

Ср

Rбсв

Rг

I

R

Rвых

кпр

Rэ

Rксв

сл

Рис. 5.3. Эквивалентная схема реостатного каскада усилителя

для второго метода расчета

Здесь транзистор предыдущего каскада заменятся эквивалентным генератором тока и в нагрузку каскада не включается Rвх следующего транзисто-

ра. Недостаток этого метода – трудно учесть при расчетах емкость нагрузки и емкость монтажа. При расчетах транзистор заменяется его эквивалентной схемой.

5.2.Первыйметодрасчетареостатногокаскада

5.2.1.Эквивалентнаясхема

Составим эквивалентную схему реостатного каскада при условии, что Rэ := 0 , заменив транзистор его П-образной эквивалентной схемой (рис. 5.4).

rб'б

Ср

С0

rб'э

Е

Свых

См1

См2

Снд

Rвых

Rсв

Rнд

Рис. 5.4. Обобщенная эквивалентная схема реостатного каскада

для случая замены транзистора П-образной эквивалентной схемой

Здесь С = С ′

+С ′ (1+ К), R

, C

– составляющие выходного сопро-

0б э

б к

вых

вых

RС,

тивления транзистора; CС,

м2

– емкости монтажа;

нд

– параметры сопро-

м1

нд

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-93-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

тивления нагрузки оконечного каскада, входного сопротивления следующего каскада.

Для последующего анализа упростим эквивалентную схему, представив входной контур в ви-

де параллельного соединения Rвх и С0′ (рис. 5.5). Учитывая Ср,Сн,См1,См2 выходной контур можно упростить, объединив

См1 +См2 +Снд +Свых = Сн .

Ср

						Rбсв
I				R
		Rвых
				кпр				Rэ

					С0'
			Rвх
	Е

Рис. 5.5. Входной кон-

тур эквивалентной схемы, представленной на рис. 5.4

Rгсл

Rксв

Рис. 5.6. Электрическая схема реостатного каскада после преобразования и принятых допусков

Тогда после преобразования эквивалентная схема реостатного каскада примет следующий вид (рис. 5.6).

Выражение

Sэкв = r β+1r

б′б + б′э

следует из соотношений:

UЕ′ =	rб′э S; U	S=′ E	rб′э	.
б э	rб′б + rб′э	б э	rб′б + rб′э

Учитывая, что S = β+1, получаем:

rб′э

S U ′ = E	(β+1) rб′э	= E S	экв	.
б э	rб′э (rб′б + rб′э )

Схему (рис. 5.6) можно упростить применительно к различным участкам рабочего диапазона частот.

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-94-

					5. РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД
				5.2. Первый метод расчета реостатного каскада
									Поскольку Ср Сн , то можно опреде-
	Sэкв Е
									лить область частот, где XСр → 0 , а
							Rнд
									Xсн → ∞. Тогда данная эквивалентная
			Rвых
					Rксв
									схема приобретает вид, справедливый
									для области средних частот (рис. 5.7).
	Рис. 5.7. Электрическая схема								С0′ учитывается в предыдущем каскаде
			реостатного каскада						в Rвх .
			для средних частот
									Для области верхних частот со-

противление Сн уменьшается и становится соизмеримым с сопротивлением остальных элементов, емкостное сопротивление XСр можно не учитывать.

Эквивалентная схема для ВЧ представлена на рис. 5.8.

Для области нижних частот учитываем влияние XСр , в результате эк-

вивалентная схема приобретает вид (рис. 5.9).

На нижних частотах сопротивление конденсатора Ср увеличивается,

следовательно, с понижением частоты падает коэффициент усиления. Фазовый сдвиг увеличивается с понижением частот и при ω = 0 достигает предельного значения 90°.

Sэкв Е

				Rнд
						Сн
Rвых
		Rксв

Рис. 5.8. Электрическая схема реостатного каскада для верхних частот

Ср

Sэкв Е

Rнд

Rвых

Rксв

Рис. 5.9. Эквивалентная схема реостатного каскада

для области нижних частот

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-95-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

			Y
										φ
							π
	1
					2
0,707
							π
							4

fн

f

fн

f

Рис. 5.10. АЧХ и ФЧХ каскада усилителя на нижних частотах

φ

fв

Y

f

1

π

0,707

−

4

−

π

2

f

fв

Рис. 5.11. АЧХ и ФЧХ каскада усилителя

для области верхних частот

На высоких частотах сопротивление конденсатора Сн уменьшается и он шунтирует сопротивление Rнд , т. е. коэффициент усиления с ростом час-

тоты падает. Предельный фазовый сдвиг при ω = ∞ равен –90°. Далее рассмотрим поведение каскада на различных частотах.

5.2.2. Средниечастоты

Сопротивление нагрузки в данной схеме определяется соотношением:

RН экв = Rвых || Rксв || Rнд;

1	=	1	+	1	+	1	.
R		R		R
						R
Н экв		вых		ксв		нд

Величину выходного напряжения и ко-

эффициента усиления схемы определим

Sэкв Е

из равенства

Rнд

Rвых

U

=U

S

R

,

Rксв

вых

вх

экв

Н экв

Рис. 5.12. Эквивалентная схема

здесь Uвх = E,

каскада усилителя для средних частот

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-96-

RН экв

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

Кu = Uвых = Sэкв RН экв. Uвх

	С учетом замены: Sэкв =	β+1	и	Кu =	(β+1)RН экв	.
		rб′б + rб′э			rб′б + rб′э

Если в эмиттере присутствует резистор обратной связи Rэ , то выражение для Кн имеет вид

Кu = (β+1)rб′б + rб′э + Rэ(β+1).

Если каскад реализован на полевом транзисторе:

Кu = S	RН экв	,
	1+ S Rист

АЧХ усилителя на средних частотах линейна. Рассмотрим поведение АЧХ, ФЧХ на низких и высоких частотах.

5.2.3. Областьнижнихчастот

Эквивалентная схема работы усилителя в области нижних частот представлена на рис. 5.13. В результате последовательных преобразования получаем схему дифференцирующей цепи, рис. 5.14.

Ср

Sэкв Е

Rнд

Rвых

Rксв

Рис. 5.13. Эквивалентная схема усилительного

каскада в области нижних частот

	′		Rвых Rк					′			′
R		Е=	R	R	;	ER	S=		;	r	= .
Н экв			Rвых + Rк			ХХ	экв	Н экв			Н экв

Здесь RН′ экв – эквивалентное сопротивление каскада усилителя в области нижних частот

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-97-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

Rг

Ср

Ср

Sэкв Е

ЕХХ

Rэкв

Rнд

Rнд

Рис. 5.14. Схема, поясняющая преобразования источника тока

в источник ЭДС

Найдем математические зависимости для АЧХ и ФЧХ усилительного каскада. Выходное напряжение цепи определяется по формуле

UЕ

= К

Е

=

Rнд

Е

=

jωCpндR

,

вых

ХХ

ХХ

Rr + Rнд +

1

ХХ

1ω+

j (CpэнR′

+нд)R

jωCp

UЕ =

jωCpндR

.

1ω+

j (C

R′

+ )R

вых

ХХ

pНэкв

нд

В области средних частот:

UЕ =	ХХ		Rнд	.
вых			′
			RНэкв + Rнд

Определим относительный коэффициент усиления:

Y =

К

=

U

вых =

jωC R

R′

+ R

pнд

нд

;

Нэкв

К

0вх

U

1ω+ j (C

R′

+ )R

R

pНэкв

нд

нд

Y =	jωC (R′	+ R )
	pНэкв	нд	.
		′
	1ω+ j (Cр RНэкв + )Rнд

Обозначим τн = Cp(Rнд + RНэкв′ ), тогда

Y = jωτн .

1+ωτj н

Получим выражение для АЧХ и ФЧХ:

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-98-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

Y

=

j ωτ н (1 − j ωτ н )

=

(ωτн )2 + jωτн

;

1+ωτ(

н )2

1+ ωτ(

н )2

Тогда АЧХ

Y

=

(ωτн )4

+(ωτн )2

=

ωτн

.

(5.1)

(1ωτ(

)

2

н )

2

(

н )

2

+

1+ωτ

Учитывая, что ω

=

1

, выражение (5.1)

н

τн

Y

можно представить в виде

1

0,707

Y

=

ω

=

ω

=

ω

.

ω

2

ω2 +ωн2

ωн 2

f

φ

fн

ωн

1+

ω 1+

ωн

ω

90°

Окончательно получаем:

45°

АЧХ

0,1fн

10fн

1

fн

f

Y

=

.

Рис. 5.15. АЧХ и ФЧХ

1

+

fн

2

в области нижних частот

f

Для ФЧХ

	ωτн				1
ϕ = arctg				= arctg
		2
(ωτн )					ωτн

		fн
	ϕ = arctg		.
		f

			fн
		= arctg			;
			f

Графики АЧХ и ФЧХ представлены на рис. 5.15.

5.2.4. Областьвысокихчастот

Общая эквивалентная схема работы усилительного каскада для верхних частот представлена на рис. 5.16.

В результате несложных преобразований получаем интегрирующую

цепь.

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-99-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

Rг

Sэкв Е

ЕХХ

Rвых

Rксв

Rнд

Сн

Сн

Рис. 5.16. Эквивалентная схема	Рис. 5.17. Упрощенная
усилительного каскада для области	схема усилительного каскада
верхних частот	для верхних частот

Для этой схемы:

Rr

=ЕRН эквS;

ХХЕ R=экв

Н экв.

Тогда

1

1

UЕ =

Е

=

.

1ω+

jС

R

вых

ХХ

1

ХХ

jСω

Н

R

r

+

Н

Н экв

jСω

Н

Относительный коэффициент усиления определяется соотношением

Y =		1		,
	1ω+	jС НR
			Н экв

из которого находим выражение для АЧХ и ФЧХ:

Y =

1ωτ− j

в

,

1ωτ+(

в )2

где τв = Сн RН экв.

Тогда АЧХ

Y

=

1

=

1

,

1ωτ+( в )2

1

f

в

2

+

f

где f

=

1

.

в

2πτв

ФЧХ

ϕ = −arctgωτ(

в

)= −arctg

ωτв .

(5.2)

f

Графики АЧХ и ФЧХ усилителя нижних частот представлены на рис. 5.18.

В выражение (5.2) для τв = Сн RН экв вхо-

Y

1

0,707

φ0,1fв fв 10fв

45°

90°

Рис. 5.18. АЧХ и ФЧХ

усилительного каскада на верхних частотах

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-100-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

дит Сн . Значение Сн для промежуточных каскадов:

Сн = Сб′к +См +С0′

(СнnT

Cзс

См

С0′)

Для оконечного каскада:

Сн = Сб′к +См +Снд′

(СнnT

Cзс См Снд′ ).

Здесь С0′ – входная емкость следующего каскада,

в выражение для RН экв и

RН′ экв входит величина Rнд , которая для промежуточного каскада равна Rндсл .

Определим значения Rвх

и С0′. Для каскада на биполярном транзисторе:

Rвх rб′б + rб′э или Rвх = rб′б + rб′э + Rэ (β+1),

С′ =

С

С

r

′

+С ′

β

RН экв

+

С ′

′

б б

r ′ + r ′

r ′

+ r ′

0вх

б э

б к

б к

б б

б э

б б

б э

или

С0′вх= С б э С ′

r ′

б+к С ′ β

RН экв

.

б б

r ′

+ r

+ R

r ′

+ r ′

+ R

(β+1)

′

(β+1)

б б

б э

э

б б

б э

э

Если каскад реализован на полевом транзисторе с параметрами эквива-

лентной схемы: Rвх =∞;

Свх = Сзи +Сзс (1+ S RН экв ),

тогда с учетом сопро-

тивления в истоке:

Свх = Сзи +Сзс (1+ S RН экв ),

1+ S Rист

ивеличина входного сопротивления определяется сопротивлением затвора Rзат .

5.2.5.Расчетныесоотношения

Определим соотношения, позволяющие произвести практический расчет коэффициента усиления и АЧХ реостатного каскада.

1. Сопротивление нагрузки RН экв .

Так как с ростом RН экв увеличиваются τн и τв ; где τн = Ср (RН′ экв + Rнд ); τв = Сн RН экв,это эквивалентно уменьшению fн и fв .

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-101-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

Если f		=	1	и f		=	1	,	то расчет R	необходимо вести, учитывая
			2πτн				2πτв
	н				в				Н экв

уровень допустимых частотных искажений на верхних частотах Мв. Требованиям по уровню Мв можно удовлетворить соответствующим

выбором эквивалентного сопротивления нагрузки.

Выражение для относительного усиления

Y

=

1

на верхней

граничной частоте

fв принимает вид

1ωτ+(

в )2

1

1

2

2

=

;М

вω1 − (= в

Сн RН экв )

,

Мв2

1ω+( в Сн RН экв )2

откуда

1

R

≤

М2 −1.

(5.3)

ω

С

Н экв

в

в

н

2. Определив RН экв , можно вычислить максимальный коэффициент усиления

К	= S	R	= (β+1)	RН экв	, где R	= r ′	+ r ′ .
	0 maxэкв	Н экв			вх	б б	б э
				rб′б + rб′э

Снизить коэффициент усиления можно, увеличив Rвх , т. е. за счет введения сопротивления обратной связи в эмиттер Rэ , тогда

R	= r ′	+ r ′	+ R	(β+1)= (β+1)	RН экв	.	(5.4)
вх ОС	б б	б э	э		К0треб

Из (5.4) находим Rэ :

Rэ = (Rвх ОС(β−+rб1′б)− rб′э ).

3. Разделительную емкость Ср определим, используя значение Мн:

1				(ωнτн )2			2		1			2				1
		=				;М	τ1		− =;				.		(			=
	н			( н н )				(						н
					2		н		н н )	2	н					н )
М	2		1+ω τ					ω τ						2		2
														ωМ		1	−

Учитывая значение τн = Ср (RН экв + Rнд ), находим Ср :

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-102-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.2.Первый метод расчета реостатного каскада

Ср ≥					1					.
			(
	2πМf			R1	+ R		2
								−
	н			Н экв	нд )		н

Выбор Ср и RН экв позволит удовлетворить требованиям по уровню частотных искажений на верхних Мв и нижних Мн частотах.

5.3.Второйметодрасчетареостатногокаскада

5.3.1.Эквивалентнаясхема

Для второго метода расчета реостатного каскада усилителя общая эквивалентная схема выглядит следующим образом (рис. 5.19).

Ср

Rб'б

S·Uб'э

I

С0

Rвх

Rк

R

Rб'э

Rк

Rб

пр

бсв

Rвых

Рис. 5.19. Обобщенная эквивалентная схема реостатного каскада

для второго метода расчета

В представленной эквивалентной схеме нагрузкой является чисто активное сопротивление:

RН экв = Rксв || Rбсл || Rвыхсл ,

а входная цепь представлена в виде реального генератора тока с конечным внутренним сопротивлением. Рассмотрим поведение каскада в различных частотных диапазонах.

5.3.2. Областьсреднихчастот

Влиянием С0 и Ср можно пренебречь, тогда схема упростится и примет вид, представленный на рис. 5.20.

R = R || R || R ,			Е =	I	G	1	.
r	вых кпр	бсв	ХХ	Gr	r
						Rr

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-103-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.3.Второй метод расчета реостатного каскада

Rб'б

RН экв

I

S·Uб'э

Rб св

Rвых

Rб'э

Rб'б

Rб'б

Rг

RН экв

I

ЕХХ

S·Uб'э

S·Uб'э

Rг

Rб'э

Rб'э

RН экв

Рис. 5.20. Упрощенная эквивалентная схема усилительного каскада

для области средних частот

Запишем выражение для коэффициента усиления:

К0 =

U

=

U ′

U

r ′

+ r;′

(β+1)Rн Uб′э

)

R

+ r′

Е

Е

;βU1=′

R + r′

r′

U ′

= +(

R + r′

вых

б э

вых

б э

н

ХХ

ХХ

б э

r

б б

б э

б э

б э

r б б

б э

К0 = (β

+1)

Rн

.

Rr + rб′б + rб′э

Видно,

что выражение для К0

по виду совпадает с К0

по первому методу

расчета.

5.3.3.Областьнижнихчастот

Вобласти нижних частот основное влияние на АЧХ и ФЧХ оказывает емкость разделительного конденсатора Ср . Эквивалентная схема для этого

частного участка выглядит следующим образом (рис. 5.21).

Rб'б

RН экв

Ср

I

Rвых

R

S·Uб'э

кпр

Rбсв

Rб'э

Rб'б

Rг

Ср

RН экв

S·Uб'э

ЕХХ

Rб'э

Рис. 5.21. Эквивалентная схема усилительного каскада

для области нижних частот

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-104-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.3.Второй метод расчета реостатного каскада

Врезультате несложных преобразований получаем дифференцирующую цепочку, для которой находим:

К =

U ′

(β+1)RН экв

=

r ′

(β+1)RН экв

,

б э

б э

ЕХХ

rб′э

1

rб′э

R + r

′

+ r

′ +

rб б

б э

jωCр

К = (β+1)

jωCр RН экв

1ω+ j C

р

(R

+ r

′

+ r ′

)

r

б б

б э

Записывая выражение для относительного коэффициента усиления, имеем:

Y =

К

(β+1) jωCр RН экв

R + r′

+ r′

=

r

б б

б э

.

К

1ω+ j

C

(R + r′ + r

(1+

0р

′ )β

)R

б б

б эr

Н экв

Обозначим:

Y

1

Rвх = Rr + rб′б + rб′э,

Ср

τн = Cр (Rr + rб′б + rб′э ).

f

Рис. 5.22. Зависимость относитель-

ного коэффициента усиления на нижних частотах от Ср

Выражение для относительного коэффициента усиления на нижних частотах можно записать в виде

Y =	jωCр Rвх				.	(5.5)
	1ω+ j C	р	R
				вх

Из (5.5) получаем выражения для определения АЧХ:

		Y		=		ωτн
						1+ωτ(		н )2
	и ФЧХ:
								1
	ϕ= arctg								.
						ωτн

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-105-

5. РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.3.Второй метод расчета реостатного каскада

5.3.4.Областьвысокихчастот

Врезультате преобразований исходной эквивалентной схемы усилителя получаем схему для области верхних частот (рис. 5.23).

Rб'б

RН экв

S·U

I

Rбсв

б'э

Rкпрд

Rб'э

Rвых

С0

Rг

Rб'б

RН экв

ЕХХ

S·Uб'э

Rб'э

С0

Рис. 5.23. Обобщенная эквивалентная схема

усилительного каскада для области верхних частот

В результате преобразований исходной схемы (рис. 5.23) получаем схему интегрирующей цепи следующего вида (рис. 5.24).

S·Uб'э

Rэкв

Еэкв

Rн

С0

Рис. 5.24. Эквивалентная схема

для ВЧ после преобразования

Здесь Е

= Е

r ′

;

R=

(Rr + rб′б ) Rr + rб′б

.

б э

экв

Rr + rб′б + rб′э

экв

Rr + rб′б

+ rб′э

Тогда выражение для Y

можно записать:

Y =

1

,

Y

1ωτ+ j

в

1

(Rr

+ rб′б )+ rб′б .

где τ

= С R = С

С0

в

0

экв

0 R + r ′

+ r ′

r

б б

б э

f

1

ϕ= −arctgωτ( в.)

Рис. 5.25. Зависимость

Y

=

.

относительного коэффициента

1ωτ+(

в )

2

усиления на верхних

частотах от С0

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-106-

5.РЕОСТАТНЫЙ КАСКАД

5.3.Второй метод расчета реостатного каскада

5.3.5.Площадьусиления

Площадь усиления – это произведение коэффициента усиления на средних частотах на верхнюю граничную частоту каскада.

П = К0в f .

Данная характеристика определятся следующим образом:

П =

(β+1)RН экв

1

=

(β+1)RН экв

R

+ r ′

+ r ′

;

r

б б

б э

Rr + rб′бС+ rбr′э

2Rπτв r

Rr

+ rб′б + rб′э

2π 0 б′э (

r +

б′б )

П =

(β+1)RН экв

=

S RН экв

;

S

β+1

.

2πС r′

(R + r′

)

2πС (R + r′ )

r′

0б э

r

б б

0

r б б

б э

Учитывая, что С = С

′

+С

1+ S R

)

, получим:

0б э

б к

′ (

Н экв

П

=

RН экв

S

.

R + r

2π

(

С

+

С

1+ S R

r

б′б

б′э

б′к (

Н экв ))

Для однотипных промежуточных каскадов Rr в выражении заменяется на RН экв .

	Rн		S
П =				.
	Rн + rб′б		2π(Cб′э +Cб′к (1+S Rн ))

Определим значение Rн , при котором площадь усиления достигает максимального значенияПmax :

R2 = Cб′э rб′б . н S Cб′к

Отсюда видно, что максимальная площадь усилителя зависит от параметров усилительного элемента.

Для полевого транзистора:

	К	=ΗS R , =		1		, где R = R				|| R .
		0н		2πСнRн				н нд		с
	Тогда
					1			S
	П = К		Н = S R				=		= П.
			0н		2πСнRн			2πСн

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-107-