Эквивалентная схема усилительного каскада в диапазоне средних частот

1 . Сопрот-я С1,С2, C_э очень малы и ими можно пренебречь.

2. R_э зашунтирован C_э и на экв схеме не учит-ется.

3. По перемен-му току сопрот-е ист-ка питания близко к 0, поэтому верхний вывод резист-в R₁, R_к на экв схеме соед-ется с выводом эмиттера.

4. Цепь базы тр-ра предст-на на экв схеме объемным сопрот-м активной области базы r_б, (единицы–сотни Ом).

5. ЭП предст-н дифференц-м сопрот-м r_э, (единиц–десятки Ом).

6.Закрытый КП предст-н дифференц-м сопрот-м r*_к, (сотни кОм).

Э кв схема усил-го каскада в диапазоне низких частот

1.необх-мо учит-ть емкости раздел-х к-ровС1, С2 и C_э.

Коэф частотных искаж в диапазоне низких частот

Экв схема усил-го каскада в диапазоне высоких частот

на частотные искажения сильное влияние оказывает емкость КП С_к и емкость нагрузки

Коэф частотных искаж в диапазоне в диапазоне высоких частот

53. Усилительный каскад по схеме с общей базой;

Входное напряжение подается между эмиттером и базой через разделительный конденсатор . Выходное напряжение снимается между коллектором и базой через разделительный конденсатор . Резистор R_э служит для прохождения постоянной составляющей тока эмиттера, и для того, чтобы R_э не шунтировало входное сопротивление каскада, оно на два–три порядка выше входного сопротивления каскада.

При подаче на вход положительной полуволны вх-го сигнала ток эмиттера и ток коллектора будут уменьш-ся. Это приводит к уменьш-ю падения напряжения на R_к и увелич-ю напряжения U_кб, что приводит к формир-ю положительной полуволны вых-го напряж-я U_вых. Полярности вх-го и вых-го напряж-й совпадают, схема не инверт-ет вх-ой сигнал. Вых-е хар-ки тр-ра в схеме с ОБ более линейны, чем в схеме с ОЭ, поэтому нелин-е искаж-я в каскаде с ОБ меньше, чем в каскаде с ОЭ.

В ходное сопротивление

В ыходное сопротивление

Коэффициент усиления:

– по напряжению

– по току

54. Усилительный каскакаскад по схеме с общим коллектором;

Напряж-е вх-го перемен-го сигнала подается между базой и коллектором (общей точкой) через разделительный конденсатор С1. Вых-е напряж-е, равное падению напряж-я на резисторе R_э от переменной составл-й эмиттерного тока, снимается между эмиттером и коллектором через конденсатор связи С2.

Входное сопротивление

Выходное сопротивление

Коэффициент усиления:

– по напряжению

– по току

55.Усилительный каскад с ои

На рис. 10.28,а приведена принципиальная схема каскада с общим истоком. В качестве активного элемента используется полевой транзистор с управляющим p–n переходом или МДП-транзистор со встроенным каналом. Основными элементами усилительного каскада являются: источник питания U_ип, транзистор и резистор R_с. Полярность напряжения источника питания U_ип определяется типом канала транзистора (для канала n-типа U_ип положительно; для канала p-типа U_ип отрицательно).

Р езистор R_з осуществляет гальваническую связь затвора с общей шиной, т.е. обеспечивает в режиме покоя равенство потенциалов затвора и общей шины усилительного каскада. Поэтому потенциал затвора ниже потенциала истока на величину падения напряжения на резисторе R_и от протекания постоянной составляющей тока I_ио. В связи с этим напряжение U_зио является отрицательным. Источник входного сигнала Е_г через разделительный конденсатор подключается ко входу усилительного каскада, а нагрузка через разделительный конден-сатор подключается к стоку транзистора. Цепочка R_и – С_и называется звеном авто-матического смещения и обеспе-чивает стабильное отрицательное напряжение U_зио для режима покоя. Кроме того, конденсатор С_и устраняет отрицательную обратную связь по переменному току, и его сопротивление на самой низкой частоте усиливаемого напряжения должно быть во много раз меньше сопротивления резистора R_и. Ёмкость конденсатора С_и рассчитывается по формуле

,f_нч – самая низкая частота усиливаемого сигнала.

Требуемую величину R_и для заданного тока покоя I_cо определяют с помощью сток-затворной вольт-амперной характеристики транзистора. Рабочая точка в режиме покоя обычно выбирается на середине линейного участка сток-затворной характеристики, что обеспечивает минимальные нелинейные искажения. Выбрав положение рабочей точки, находят сопротивление резистора R_и

. С помощью R_и осуществляется стабилизация режима покоя. Предположим, что при изменении температуры уменьшился ток I_со, это приводит к уменьшению падения напряжения на R_и и уменьшению модуля отрицательного напряжения на затворе, а это приводит к возрастанию I_со. Таким образом стабилизация режима покоя осуществляется за счет того, что R_и создает последовательную отрицательную обратную связь по постоянному току. Кроме того, при воздействии входного сигнала одновременно возникает и отрицательная обратная связь по переменному току, для устранения которой вводят конденсатор С_и. Часто при расчете R_и принимает относительно большое значение, что приводит к большому значению модуля отрицательного напряжения на затворе. Для обеспечения необходимого режима покоя в этом случае используют делитель напряжения в цепи затвора (рис. 10.28,б). Напряжение в точке покоя U_зио определяется по формуле

. (10.64)

При подаче на вход положительной полуволны входного напряжения U_вх будут возрастать ток стока I_с и падение напряжения на R_с. Напряжение U_си уменьшается, что приводит к формированию отрицательной полуволны выходного напряжения. Полярность входного и выходного напряжений противоположна, схема с ОИ инвертирует входной сигнал.

Для расчета параметров каскада с ОИ по переменному сигналу представим схему усилительного каскада (рис. 10.28,а) эквивалентной схемой (рис. 10.29).

На средних частотах входное сопротивление каскада с ОИ однозначно определяется величиной R_з и обычно лежит в пределах единиц МОм.

Выходное сопротивление каскада с ОИ определяется сопротивлением параллельно соединенных R_i и R_c

. (10.65)

При переходе в область высоких частот, необходимо учитывать входную и выходную емкости каскада. При этом , что является важным преимуществом усилительных каскадов на полевых транзисторах. Зная, что ток

стока является функцией двух переменных , найдем изменение тока стока

. (10.66)

Используя выражения для основных параметров полевого транзистора и , перепишем (10.66) в виде (10.67)

Подставив в (10.67) вместо конечных приращений , и переменные составляющие тока и напряжений I_с, U_вх и (знак минус указывает на инвертирование входного сигнала), получим уравнение

, решив которое относительно I_с, найдем

.Коэффициент усиления по напряжению для средних частот будет равен

.

Для получения максимального коэффициента усиления в диапазоне средних частот необходимо обеспечить работу каскада на высокоомную нагрузку и включить в цепи стока резистор R_с с большим сопротивлением.