Файл: конспект лекций схемотехника.pdf

З урахуванням вищезазначеного ємнісний вхідний струм каскаду дорівнює:

ICвх j CЗВUвх j CЗC (1 KU )Uвх j C м Uвх ,

або

Вхідна ємність каскаду:

Cвх CЗВ CЗC (1 KU ) Cм .

Вихідна ємність каскаду залежить від міжелектродних місткостей областей стік-витік і стік-затвор, а також ємності монтажу вихідного ланцюга. Розрахунок вихідної ємності роблять за тією самою методикою, що і розрахунок вхідної ємності.

Вихідна ємність каскаду

Cвих C ЗВ 1 KU C ЗC C м .

KU

Разом із каскадом із спільним витоком дуже поширене використання каскадів зі спільним стоком – витокового повторювача (ВП).

5.2Підсилювач на польовому транзисторі зі спільним

стоком

Принципова схема підсилювача на польовому транзисторі із керованим p n -переходом зі спільним

стоком (СС) показана на рисунку 5.7.

Режим роботи ПТ у схемі СС, як і підсилювача з СВ, визначається резистором RЗ з урахуванням спадання

напруги на резисторі RВ .

116

+E

Рисунок 5.7 – Підсилювач на польовому транзисторі зі спільним стоком

Uн Uвх UЗВ.

Коефіцієнт підсилення за напругою

Підсилювач на польовому транзисторі зі спільним стоком має велике значення Rвхсс , обмежене лише RЗ ,

117

низьке Rвихсс і не підсилює за напругою.

Складова струму ємності CЗВ , що залежить від

напруги:

UЗВ Uвх Uвих (1 KU )Uвх .

Сумарний ємнісний вхідний струм підсилювача зі спільним стоком

ICвх j Uвх CЗВ CЗC (1 KU ) Cм j UвхCвх

звідки

Cвх CЗВ (1 KU )CЗС Cм .

118

6 Підсилювачі потужності

Основні визначення

Основною вимогою, що висувається до каскадів підсилення потужності, є забезпечення в заданому навантаженні якомога більшої або заданої величини потужності сигналу. Цю потужність необхідно одержувати при допустимому рівні нелінійних і частотних спотворень, а також при якомога меншому споживанні потужності від джерела живлення. Тому основними початковими даними при розрахунку каскаду є:

потужність Рн , що віддається в навантаження;

рівень частотних М і нелінійних Kг спотворень;

підсилювачів потужності (ПП) є:

забезпечення режиму узгодження вихідного опору ПП із навантаженням для передачі в навантаження максимальної потужності;

досягнення мінімальних нелінійних спотворень сигналу;

одержання максимального ККД. ПП класифікуються за:

способом підсилення – на однотактний і двотактні;способом узгодження – на трансформаторні і

безтрансформаторні;

класом підсилення - на класи A, B, AB, C, D. Каскади підсилення потужності можуть бути як одно-,

так і двотактними. Залежно від вибору робочої точки і величини збуджувальної напруги в цих каскадах використовується той або інший режим підсилення. Однотактні каскади працюють в режимі А. У двотактних схемах, окрім режиму А, широко застосовуються режим В

119

і режим АВ.

На вхід каскаду підсилювача потужності надходить сигнал великої амплітуди, що захоплює всю робочу область характеристик підсилювального елемента, тому параметри підсилювального елемента за період сигналу змінюються в широких межах. Унаслідок цього аналітичні розрахунки каскаду з використанням малосигнальних параметрів підсилювального елемента дають велику похибку, і розрахунок усіх показників каскаду підсилення потужності, як правило, проводиться графічно за вихідними характеристиками.

6.1Способи побудови однотактних вихідних каскадів

За способом під’єднання навантаження каскади підсилювачів потужності можна поділити на каскади з безпосереднім під’єднанням навантаження, резисторним і

Рисунок 6.1 – Вихідний каскад із під’єднанням навантаження Rн до вихідного ланцюга через конденсатор

120

Постійний струм живлення в цьому випадку через навантаження не проходить, крім того, навантаження з'єднано із загальним проводом схеми, що нерідко є необхідною умовою. Цей спосіб побудови вихідних каскадів використовується в імпульсних підсилювачах напруги, в емітерних і витокових повторювачах, а також застосовується в операційних підсилювачах.

Резисторний каскад простий, не вимагає дорогих і громіздких деталей, має широку смугу робочих частот, але у нього дуже низький ККД. Від резисторного каскаду з транзистором важко отримати ККД не більше ніж 5–6 %. Тому, незважаючи на переваги, резисторні каскади в підсилювачах потужності застосовують лише при досить незначній вихідній потужності – не вище десятків або сотень міліват.

Найпростішим способом під’єднання опору навантаження Rн до каскаду підсилювача потужності є її

безпосереднє введення у вихідний ланцюг підсилювального елемента. Розглянемо роботу однотактного безтрансформаторного каскаду (рисунок 6.2), в якому використовується під’єднання навантаження безпосередньо до колекторного кола.

+EК

Рисунок 6.2 – Однотактний безтрансформаторний каскад

121

Рисунок 6.3 – Характеристики однотактного безтрансформаторного підсилювача потужності

Максимальна амплітуда напруги на колекторі