Файл: Пустынский И.Н. Транзисторные видеоусилители.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.07.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

б

^б'б

s'

- о

 

 

 

1 — І Н

 

 

 

 

 

 

 

сб'к

•&SU,

Л

 

 

і "б з

 

 

 

 

Э

 

 

з

~І7

о -

 

 

 

 

 

 

6j

Рис. 1.2.

П-образная эквивалентная схема

транзистора (а) и ее ус­

 

 

ловное обозначение

(б)

Величина емкости эмиттера равна [16]

где т т = Т р / ( 1 + ро) — среднее время пролета носителей че­

рез

базу.

 

 

 

 

 

 

 

В

то время

как

д л я диффузионных транзисторов

обычно СЭ п<ССэД )

д л я

дрейфовых

транзисторов

величина

собственной емкости

эмиттерного

перехода

С э п

является

соизмеримой с диффузионной емкостью СЭд, а

при

ма­

лых

значениях

тока

(Ia^l

ма)

заметно

превосходит

ее [17].

 

 

 

 

 

 

 

Емкость коллектора иногда [11] в эквивалентной

схе­

ме «приводят» к емкости эмиттера аналогично тому, как это делается в случае ламповых схем, когда емкость сетка —- анод приводят к входной емкости. В результате

эквивалентная

схема

рис.

1.2 преобразуется в

схему,

изображенную

на

рис.

1.3.

Здесь сопротивление тк не

учитывается

(поскольку

имеется в виду, что сопротивле­

ние нагрузки Я и - С к ) ,

а

емкость Сб-Эк

р а в н а

 

 

 

 

 

C e . * = C 6

. s +

C 6 , K ( l

+SRn).

 

 

 

6

пб'б

б'

 

 

 

к

«Упрощенной»

эквива­

 

 

 

 

 

 

- о

лентной схемой рис. 1.3

 

 

 

 

 

 

 

•можно пользоваться лишь

 

 

Сб'эь

 

 

 

при ориентировочных

рас­

 

 

 

 

 

четах.

Д л я

анализа

мы

Рис. 1.3. «Упрощенная» гибрид-

будем

использовать

наи­

более

распространенную

пая

эквивалентная

схема

 

тран­

Т-образную

эквивалент-

 

 

зистора

 

 

 

 

 

 

 

 

'ную схему

[4, 6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Принципиальной разницы между эквивалентными схемами рис. 1.1 н 1.2 пет, поскольку они пересчитываются одна в другую, и результаты анализа получаются практически одними и теми ж е , если принять, что

'б-б : ' ' б -

 

 

 

 

 

 

S

= а0 э .

 

 

 

Комплексное сопротивление эмиттера

равно

 

 

 

г э = — ^ — ~ — т л — .

 

 

 

1 -|- / со C9rs

1 + / Ш 1 ; т

 

 

 

Д л я

дрейфовых транзисторов, которые

чаще

всего

ис­

пользуются в схемах видеоусилителей,

обычно

выпол­

няется

условие /вк<С/т, где

/ т = 1 / 2 я т т — п р е д е л ь н а я

ча­

стота коэффициента усиления по току в схеме с общим

эмиттером

(при этой частоте

| { j | =

l ) . Поэтому с

доста­

точной

д л я

практики точностью

вплоть до

частот

f sSl'(0,2-M),3)/T в к а с к а д е с ОЭ

можно принять, что С э — О,

Т. Є. Z0

~ Га, И 1 + р G i ( l + P o ) / ( l + / ( O T p ) .

jy

В отличие от ламповых видеоусилителей, в транзис ­ торных усилителях высокочастотные искажения обуслов­ лены не только паразитными емкостями, но и инерцион­ ностью транзистора, связанной с рекомбинацией неоснов­ ных носителей в области базы.

1.2. В Ы С О К О Ч А С Т О Т Н Ы Е И С К А Ж Е Н И Я В Н Е К О Р Р Е Л И Р О В А Н Н О М У С И Л И Т Е Л Ь Н О М К А С К А Д Е С ОЭ

Принципиальная

схема

иекорректврованного

каскада

с ОЭ приведена

на

рис. 1.4,

а его эквивалентная

схема

д л я высших

частот — « а ірис.

1.5.

 

 

 

 

 

Здесь

І/г

— н а п р я ж е н и е

источника

сигнала;

Z r

— е г о

внутреннее

сопротивление;

 

C p i,

С р 2

разделительные

конденсаторы; Ri,

Rz

— делитель,

обеспечивающий

необ­

ходимое смещение на базе транзистора;

Ro

резистор

для обеспечения

термостабилизации к а с к а д а ; - С ' э

кон­

денсатор,

необходимый д л я

 

шунтирования резистора Ra

в диапазоне частот усилителя; (]'V—IJVZ^IZV

н а п р я ­

жение

эквивалентного

источника

сигнала

 

2 б =

=ZTfRifil'(Zr+Ruz)—его

 

внутреннее

 

сопротивление;

Ri,2=RiR2l{Ri

+ Rz);

R,', — сопротивление

нагрузки;

С и


п а р а з и т н ая емкость нагруз­

ки;

RH=R'„RKI{K

+ R K ) -

 

 

 

 

сопротнвление

 

эквивалент­

 

 

 

 

ной нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

анализе

видеоуси­

 

 

 

 

лителей

будем

использовать

 

 

 

 

общую

теорию

обратной

 

 

 

 

связи [61.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В с я к а я

схема

с обратной

 

 

 

 

связью

характеризуется

ко­

 

 

 

 

эффициентом

обратной

свя­

 

 

 

 

зи,

который равен А =

Ки/Кц,

 

 

 

 

где

К и — коэффициент

уси­

Рис.

1.4. Некорректированный

ления

по

напряжению

 

для

 

усилительный каскад с

ОЭ

схемы

без

элемента обрат-

 

 

 

 

вой

 

связи;

Ки — коэффи­

 

 

 

 

циент усиления іпо напряжению для схемы с учетом

об­

ратной

связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Элементом обратной связи в данном случае считаем

сопротивление эмиттера Z3 .

 

 

 

 

 

С

другой стороны,

коэффициент

обратной

связи

ра ­

вен

[18]

A=F/M,

 

где

/ 7

= Д / Д ° — возвратная

разность;

Рис. 1.5. Эквивалент­ ная схема некорректировашгого каскада с ОЭ для высших час­ тот

А, Д° — определители для схем соответственно

с

элемен­

том обратной связи и без него'; М—

1 + (Z3/Z2i)

 

пара ­

метр, характеризующий влияние обратной связи

и а па ­

раметр

передачи

Z 2 i = aZK ; (а ^

а0 /(1 + / с о т т ) — ' к о э ф ­

фициент

передачи

тока

эмиттера; • Z K = r K / ( 1 +jarKCK)

импеданс коллекторного

перехода) .

 

 

 

 

Так

как чаще

всего

| Z a | < C | a Z K |

и Мта\,

то

можно

записать, что

 

 

 

 

 

 

k u = K°u/F.

(1.1)



В о з в р а т н ая разность определяется из уравнений, ко­

торые для схемы рис. 1.4

имеют в и д

 

 

 

 

 

 

 

4 ( 2 6

+ /-6 + Z 3 ) + / K Z 3 = ^ -

 

 

 

 

 

(1.2)

 

 

/ 6 ( Z , - a Z K ) + / B ( z 9

, + Z H + l +' p

= о.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

где

Z H

=

/ со С„У?„

 

комплексное

 

сопротивление «а -

грузки.

1 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определитель

системы

уравнений

(1.2)

равен

 

 

 

Z G

• |

Z 3

 

 

 

7J3

 

 

 

 

 

 

 

А

Z 3

— aZ,(

Z 3

+

Z „ + - Z

,

i

.

 

-l-P

A

x

z :

2,:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Z'Q

= Z 6

+ / ' 6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

отсутствии

элемента

обратной

связи

Z3 ,

т. е. при

Z;., = 0, определитель

имеет

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А» = к -

z :

1 +

f -

(1

-нр)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h p

»

 

 

 

 

 

 

 

 

и возвратная

разность

равна

 

 

 

 

 

 

 

 

,

^

= 1 + { z 3 ( i + p ) ( 1

+

 

i

^

 

 

 

 

 

 

 

 

X і +

І Ч і + р )

 

 

 

 

 

( і . з )

Коэффициент

усиления

по

напряжению

д л я схемы

рис.

1.5

без элемента обратной

связи

 

равен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0'г

 

до

 

 

 

 

(1.4)