Файл: Ульянов О.И. Инженерные методы расчета ламповых и транзисторных схем.pdf

Глава в т о р а я

МЕТОД, ОСНОВАННЫЙ НА РАССМОТРЕНИИ ЛАМП И ТРАНЗИСТОРОВ КАК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

2—1. Сущность метода

На основе аппарата теории четырехполюсников можно осуществить единый подход к расчету ламповых и транзистор­ ных схем. Для этого прежде всего следует рассмотреть единст­ во и различие лампы и транзистора как активных четырехпо­ люсников.

На первый взгляд может показаться, что при совместном рассмотрении ламповых и транзисторных схем затушевываются

широкого класса усилительных устройств успешно пользовался

Читатель, вооруженный этим методом, сможет при всем разно­ образии схем производить их анализ и расчет самостоятельно.

2—2. Аналогия и различие лампы и транзистора как активных четырехполюсников

Лампа и транзистор являются нелинейными элементами. Однако если приращение (изменение) приложенного к входу

напряжения мало, то с достаточной для практики точностью рабочие участки их характеристик могут быть линеаризирова­

характеризующих воздействие на четырехполюсник, известны, другие же должны быть определены. В конкретных условиях возможны шесть вариантов (табл. 2). Чтобы найти две неиз­ вестные величины по двум известным, необходимо располагать системой двух уравнений с двумя неизвестными — так назы­ ваемыми основными уравнениями четырехполюсника [2, §118]. Соответственно шести вариантам воздействий на четырехпо­ люсник можно записать системы основных уравнений в шести формах, оперируя в каждом случае с одним из следующих па­

Рассмотрим подробнее у-форму записи уравнений четырех­ полюсника и ее применение к лампе и транзистору

Л = Уи ' U\ + Уі2 ■U2 1 Іо — У21 • U1+ У22' ІІ2 I

Приращения напряжений U\ и (Л могут быть как постоян­ ными, так и переменными величинами во времени. На практике эти приращения нередко являются гармоническими функция­ ми времени. В линейном четырехполюснике токи Д и /2 в та­ ком случае примут также синусоидальную форму. Следователь­ но, система (2-1) может быть записана в символической форме, т. е. напряжения и токи выразятся комплексными амплитуда­ ми. При переменных токах параметры у в общем случае — комп­ лексные величины и, как видно из (2-1), имеют размерность проводимости. Для области не очень высоких частот можно пе­ рейти от полных проводимостей у к активным проводимо­ стям g.

1 Символом f заменен обычно применяемый в этом случае символ g. Это

поможет не спутать (-параметр с обозначением активной проводимости g, являющейся действительной частью (/-параметра. Такое же обозначение шести форм уравнений принято в [10].

36

тем при поочередном осущест­ влении режимов короткого замыкания на входе и выходе. Возь­

мем, 'например, лампу-триод (рис. 32). Обеспечим режим по постоянному току, для которого необходимо знать у (или g) -па­ раметры. Значения параметров зависят от схемы включения лампы. В данном случае имеется в виду включение лампы по схеме с общим катодом.

Например, для определения параметра г/ц (или gu) созда­ ется режим короткого замыкания по переменному току на вы­ ходе (U2= 0). Для этого включается конденсатор С большой емкости. Подключив на входе источник синусоидального напря­ жения ІІТ, измерим переменные ток выхода І\ и напряжение входа U Тогда

Аналогично составляются схемы для экспериментального измерения и других «/-параметров. Подобные вопросы рассмат­ риваются в курсах электронных приборов и, очевидно, знакомы читателю. Подчеркнем только, что частота напряжения Ur, при которой измеряются параметры, определяет получение высоко­ частотных значений их (полных проводимостей) или низкоча­ стотных (активных проводимостей). Так же подходят к изме­ рению «/-параметров и транзисторов как четырехполюсников.

Второй путь — определение g-параметров лампы или тран­ зистора по их статическим характеристикам. Поскольку стати­ ческие характеристики усилительных элементов снимаются на постоянном токе, то с их помощью можно получить только низкоча­ стотные значения «/-параметров, т. е.

значения g. Например, в семействе анодных характеристик лампы-три­ ода (рис. 33) заданному режиму по постоянному току отвечает опреде­ ленная точка 0 (точка покоя или ра­ бочая точка) семейства. При вклю­ чении лампы по схеме с общим ка­ тодом анодная цепь окажется вы­

Рис. 33. Определение парамет­ ходной. Поэтому приращения Д/а и ра £ 2 2 по анодным характери­ ДНа по аналогии с обозначениями, стикам лампового триода. применяемыми для выходной (пра-

37

тельного элемента как четырехполюсника со статическими па­

Для области относительно низких частот, когда можно учитывать только активные проводимости

gu g12

(2-3)

.£21 £22 _

Основные уравнения (2-1) для лампы и транзистора в об­ ласти низких частот могут быть переписаны в виде:

для лампы при включении с общим катодом

А/с —£лГ АДс + gl2 'AUa 1 A/а = gVAf/c + goo-Шо J

для транзистора при включении с общим эмиттером

38