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


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)



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