|
Главная Усилительные устройства 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [ 25 ] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 в области малых частот, т. е. при f->0, К в + + +б'э^г (4.53) (4.54) или в соответствии с (4.19) и (4.28) -(4.30) j/nsRn ~ 1 + (Упэ + У21э) Rr Йцэ + (1 + Й21э) Rt Сквозной коэффициент усиления каскада с ОБ меньше, чем у каскада с ОЭ, а при Rr = Rn он становится меньше единицы. Это обусловлено его весьма малым входным сопротивлением. Нелинейные искажения рассматриваемого каскада при Rr-0 е отличаются от нелинейных искажений у каскада с ОЭ, поскольку параллельная ОС в этих условиях не действует; яри увеличении Rt влияние ОС становится заметнее и кг уменьшается (рис. 4.9). В среднем по сравнению с каскадом с ОЭ каскад с ОБ характеризуется меньшим уровнем нелинейных искажений. 4.1.3. КАСКАД с ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ Если пренебречь сопротивлениями нсточников питания, то оказывается, что в.ходное напряжение приложено к точкам б-к (рис. 4.14), а выходное снимается с точек э-к. Напряжение бэ составляет часть и^к, на базу оно поступает со знаком плюс, а на эмиттер - со знаком минус, так же как и у каскада с ОЭ. Как показывают направления ) (+)4iV- 1-к -Of о (+) (-) переменных составляющих токоВ t6, 1к, 1э, каскад с ОК сохраняет полярность сигнала, т. е. является неинвертирующим. Так как Ибк=- бэ- кэ. (4.55) то на основании (4.35) + ОБ- Рис. 4.14. Схема каскада с ОК К = JU = j{Uc + f/ь э ш)< U откуда следует, что рассматриваемый каскад не обладает способностью усиливать напряжение. Поскольку икэт = Ян1эт = Яи(1бт-\-1кт), 3 СОГЛЭСНО (4.18) И (4.32) (7бэт=/г11э/бт и hmlhm=h2\3, TO (1-fft2l3)?H (i/ii 3 4-i/21 э) (4.56) ftll3-f (1+Й21э)?Н 1 -f ((/113-f г/21 з) Коэффициент усиления тока может (обычно так и бывает) быть больще единицы Максимальным Ki оказывается при /? = 0, причем max = 1/21 н1 = 1+213- (4.57) Так как обычно К~ 1, а Дг 1, то у каскада с ОК Kp=KKi>, т. е. он обладает способностью усиливать мощность. Входное сопротивление каскада при сравнительно велико, оно заметно больше, чем у каскада с ОЭ, если только Ян не слишком мало. В самом деле, /?вх = бкт б7п= (вэтЧ-/кэт) бт, а так как икэпг = Янт = Я {1бт + 1кт), ТО Явх= U63m/hm+ {I + 1кт11бт)Ян. Используя выражения (4.19) и (4.32), получаем /?ВХ = V Э + (1 + Kls) R = + Гбэ + (1 -f 5; Гбэ) Я„. (4.58) Выходное сопротивление каскада с ОК вообще говоря мало, но растет при увеличении сопротивления Яг- Это объясняется тем, что выходное сопротивление, измеренное между точками э и к, близко ко входному сопротивлению каскада с ОБ, особенно при Выходное сопротивление равно отношению напряжения и= = ибэ+Яг1б к потребляемому току ь (рис. 4.14) при ег = 0: + бэт+Rrhm ибэт +Rrli бтп э /э m 0 m + m Формулы (4.18), (4.30) И (4.32) позволяют выразить ?вых через параметры транзистора ?r-f Й11э - + б + б'э вых (4.59) То, что входное сопротивление велико, а выходное - мало, удобно объяснить, представляя каскад усилительным устройством, состоящим из каскада с ОЭ, охваченного 100%-ной ОС по напряжению. Действительно, из сравнения схем на рис. 4.15, 3.6 и 3.7,6 Рис. 4.15. Представление каскада с ОК в виде каскч-да с ОЭ, охваченного 100 %-ной последовательной ОС по напряжению можно сделать вывод, что по своей структуре все они относятся к одному виду. То, что ОС здесь является отрицательной, обусловлено разностью напряжений ак и - кэ. Поскольку на вход передается все выходное напряжение, то здесь В=\ и делитель в цепи Ос, как было показано на рис. 3.6, отсутствует. Вместе с тем следует иметь в виду, что данного вида ОС не действует при Дг-оо, когда выходное сопротивление каскада с ОК становится значительным, как и при Ян->0, при котором входное сопротивление оказывается порядка Лцэ. При наиболее благоприятных для ОС условиях (Яг = 0, Ян=оо) каскад способен пропускать широкую полосу частот; частота fyj приближается -к /гр и зависит от трудно учитываемых факторов. Для нахождения зависимости параметров каскада от частоты обратимся к его эквивалентной схеме (рис. 4.16). в отличие от -о Рис. 4.16. Эквивалентная схема каскада с ОК каскада с ОБ емкость Ск здесь играет заметную роль. Физически это объясняется тем, что в области верхних частот емкостное сопротивление 1/2я/Ск оказывается того же порядка, что и входное, которое достаточно велико, влияние емкости особенно ощутимо при большом сопротивлении источника сигнала Параметры Zbx, Ке и Zbhx определяются из следующих уравнений цепи на рис. 4.16: /э m = 5г(/б'э т + Ъ>з 4.6э т, hm = [Щк т - m + т)/г'б; С„ m =/б m - У^б'э У.б'э т = {Чр i - rsh m) j W C; - fJvam = Ralg m, Usim - Е^т - г^б i где Гбэ =63 +]шСб,зИ §6,3 = 1/Лб,з . Пренебрегая слагаемыми, содержащими i]f), и полагая б'э Ь получаем h т - Uk3 т rnxjl + if/fz вх) 1 + ] f/fp вх Ке{ +if/Us) (4.60) (4.61) Егт +\flfpKE ?ВЫХ(1 +17 2ВЫХ) ?.=Ь1Х 1+]7 рвь1Х где /?вх и /?вых определены формулами (4.58) и (4.59), а /р вх = 1/2я [ Сб,з Гб,з + Ск (1 -f 5,-Лб,з ) i?H], г'б + з +(\+SiRn)Rn fz вх - 2я [ Сб, /р вых - 3 лб,з (г'б + ря) + с^г'б (1 -f 5,-Лб,з) ru] 1+ э 2я[Сб,з Лб,з +Ск(;?г + Гб,)(1+5,-Лб,з)] 78 (4.62) (4.63) (4.64) |