Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

Д л я

к а с к а д а

с

п о с л ед о в ат е л ь н о й

О О С

из

(3-51)

и

(3 -5 5 )

К,

R'o.c

2 0 1 g к>

Д '

2 01g ( 1 - а )

\Z

(3-67a)

Uо.с

bxI

П р и м е м ,

что

в

р а с с м а т р и в а е м о м

сл у ч ае

в

со о тв етст ­

вии с (3 -6 6 )

/?'о.с =

Ю (1 — а ) г 0.

(3 -676)

Т о г д а

д л я

к а с к а д а

с

'п о сл ед о в ател ь н о й

О О С

н а

м а ­

л о м о щ н о м

п л о ск о стн о м

т р а н зи с т о р е

’ при

/ к = 1

м а,

Un = 5 в

и

и =

0,98

Д /о .(!~7,2 дб.

С о г л а с н о

э к с п е р и м е н т а л ь н о й кри вой

рис.

3-8

Д '0 с —

« -1 0 д б .

*

Д л я

к а с к а д а

с к о м б и н и р о в ан н о й

О О С

со гл асн о

(3 -5 0 ),

(3 -5 1 ),

(3 -62) и

(3 -63)

П у с т ь

в

р а с с м а т р и в а е м о м

с л у ч а е в

соответстви и

с (3 -6 6 )

Я „ = 1 0

( 1 - а ) Я " о . с

(3-69)

Т о г д а

при

/?„ =

3

к о м

а =

0,98

и

-ft'o .c ^ O O

ом ,

из

(3 -6 8 )

и

(3 -69)

^ " 0.с = 15

ко м

и

Д 0.с =

16,2

дб.

С о г л а с н о

э к с п е р и м е н т а л ь н ы м

д а н н ы м

п отери

у с и л е ­

н и я п р и

это м

д л я

к а с к а д а на

т р а н зи с т о р е М П 1 3 Б

со ­

с т а в л я ю т п р и м е р н о 18 д б .

И з

п р и в е д е н н ы х

соо тн о ш ен и й

сл ед у ет,

что в ы с о к а я

б ы т ь

д о с т и г н у т а

п ри (п ри ем лем ы х

п о тер я х

у си л ен и я .

В

то ж е в р е м я

в

р я д е п р а к ти ч е с к и х схем

п о тер и

у си ­

л е н и я

о к а з ы в а ю т с я

в е с ь м а зн ач и тел ь н ы м и .

Т а к , с о г л а с ­

но э к с п е р и м е н т а л ь н ы м

д а н н ы м

при вк лю чен и и в

ц еп ь

э м и т т е р а

т р а н з и с т о р а П 4 р е зи с т о р а

со п р о ти вл ен и ем

R 'o .c = 0 ,5

о м п о тер и

у си л ен и я

по

м о щ н о сти

с о с т а в л я ю т

п р и м е р н о

6 д б [Л . 47],

а в

с л у ч а е

вк л ю ч ен и я, со п р о ти в ­

л е н и я

Я '0.с = 1,5— 2

ом

они

в о з р а с т а ю т

д о

10— 15

дб.

ж е п р и ш у н т и р о в а н и и с о п р о т и в л е н и я R*0.c

к о н д е н с а т о ­

ром

о ч ен ь

б о л ь ш о й е м к о с т и .

В

эти х

у с л о в и я х к о м п е н с а ц и я п о т е р ь

у с и л е н и и за

т и в л е н и я

к а с к а д о в

я в л я ю т с я чисто акти вн ы м и .

Т а к к а к степ ен ь

с та б и л ь н о с ти

р аб о ч ей

точки

не з а ­

в и с и т о т

в и д а О О С

н а п о сто ян н о м

то к е (п о с л е д о в а т е л ь ­

ной , п а р а л л е л ь н о й

и ли к о м б и н и р о в а н н о й ),

то в

н а с т о я ­

О О С , п р е о б л а д а ю щ е й

о тн о си тел ьн о

их

вх о д н ы х

з а ж и ­

м о в .

К а с к а д ы с п а р а л л е л ь н о й О О С . К а с к а д с а в т о м а т и ­

ч еск и м

р е г у л и р о в а н и е м

б а зо в о го

см ещ ен и я

с

пом ощ ью -

п а р а л л е л ь н о й

о тр и ц а т е л ь н о й

о б р а тн о й

связи ,

с х е м а

к о ­

то р о го

и з о б р а ж е н а

н а

рис. 3-4,

о тл и ч ается

от

р а с с м о т ­

р е н н о го

р а н е е

к а с к а д а

с ф и к си р о ван н ы м

см ещ ен и ем '

(см .

ри с.

3 -2)

т е м ,

что

в

нем

н а п р я ж е н и е

на

б а зу т р а н ­

з и с т о р а

п о д а е т с я

ч ер е з

р ези сто р

Я " 0.г„

вклю чен н ы й

н е ­

п о с р е д с т в е н н о

м е ж д у

к о л л е к то р о м и б азо й .

Т а к

к а к к о л л е к т о р н о е н а п р я ж е н и е

не

о стается

по ­

с т о я н н ы м

п ри

к о л е б а н и я х

то к а

в

цепи

к о л л екто р а,,

а б а з о в о е

с м е щ е н и е

за в и с и т

от

вели чи н ы

этого

н а п р я ­

ж е н и я ,

то

п о я в л я е т с я

в о зм о ж н о с ть

в

и звестн ой

степени:

с т а б и л и з и р о в а т ь

п о л о ж е н и е

р аб о ч ей

точки

у с и л и те л ь ­

н о го

к а с к а д а .

Д е й с т в и т е л ь н о ,

н а п р и м ер ,

при

п о вы ш ен и и

т е м п е р а т у р ы ,

а

сл ед о в атеЛ ьн о ,

при

п о явл ен и и

тен д ен ­

ции

к у в е л и ч ен и ю

то к а

к о л л е к т о р а

о д н о вр ем ен н о п о я в ­

л е к т о р е и 'за в и с я щ е го

от н е го

т о к а б азы . В сл ед стви е

э т о г о р а б о ч а я то ч к а

с тр ем и тся

-возврати ться в п е р в о -

с л у ч а е

ПГГ

__

(î/..р

^б)

(4-1)

о.с

1/

6

•

И л и , есл и

у чи ты вать, ч то £/к.р >

U6,

п п

_

Vк.р

(4-2)

А

о.С —

л/

б »

гд е U K.р — н а п р я ж е н и е

н а

к о л л е к то р е ,

со о тв етству ю щ ее

в ы б р а н н о й р а б о ч е й точке.

Р а с с м а т р и в а е м о й

схем е

сво й ствен н ы

сл ед у ю щ и е

о г р а н и ч е н и я :

1) Е с л и

с о п р о ти в л е н и е

н а гр у зк и

п о сто ян н о м у то к у

в ы х о д о м ), то д е й ст в и е о тр и ц а т е л ь н о й о б р а тн о й

свя зи

6*

8а

ч еск и

не о т л и ч а е т с я о т к а с к а д а с

ф и к с и р о в а н н ы м с м е ­

щ ен и ем .

Э то о б у с л о в л е н о те м , ч то

£/к.р ~ Ё — (7 k -|-/o .c)Æ „.

2) П о д а ч а с м е щ е н и я , о п р е д е л я ю щ е г о п о л о ж е н и е р а ­

бо чей

то ч к и , и. с т а б и л и з а ц и я р а б о ч е г о р е ж и м а о с у щ е с т ­

в л я ю т с я

с и с п о л ь з о в а н и е м о д н о го и т о г о ж е р е з и с т о ­

с л е д н и й , то п ри с о о т в е т с т в у ю щ е м

п о д б о р е р а б о ч е г о

р е ж и м а . К о р р е к т и р о в а н и е р а б о ч е г о

р е ж и м а в н е к о т о ­

р ы х п р е д е л а х м о ж н о о б е с п е ч и т ь с

п о м о щ ь ю р е з и с т о ­

Д л я сх ем ы , и з о б р а ж е н н о й н а ри с. 2 -4,

г д е

^к [a R\i "Ь (1 —

а) с , ] — C J ко—

* £ •

(4-3)

С , = ( l + - |2 L )

+ я „ );

(4-4)

Zzxo —

в х о д н о е

с о п р о т и в л е н и е

к а с к а д а

н а п о с т о я н н о м

то к е .

И з (4 -3 ) п о с л е п р е о б р а з о в а н и й

__

Ci/üR-ц

(4-5)

1 +

(1 - « ) £ ,/« /? *

И з (4-5) с л е д у е т , ч то р а с с м а т р и в а е м а я с х е м а о б л а д а е т

при зн акам и стаб и л и зац и и ,

т а к

к а к

п ри

R rr0 с =

0

— 1,

а при

# ” 0Л =

о о 5, =

^ - ^ , т .

е.

с т а б и л и з а ц и я

за

счет

внеш него в о зд е й с т в и я

н а т р а н з и с т о р

о т с у т с т в у е т .

ь - г г ) :

^

^

Е _________ (^к + 1 М

(4 7)

<*/?я

* ■ ( / .

S j/B0)

(-^к ^1^ко)

И з

(4-4)

а

R

ГГ

£ l

(4-7а)

о.с = Ян

а/?н

1 + ^ВХо/^2

П р и р а щ е н и е

т о к а

к о л л е к т о р а

в так о м

к а с к а д е

при

т е м п е р а т у р е , о т л и ч а ю щ е й с я от н о р м ал ьн о й ,

М ш »

s i/ио го °с

(4-8)

И з

(4 -8 )

ви д н о ,

что в

к а с к а д е

с п а р а л л е л ь н о й

О О С

н а п о с то я н н о м

то к е

м о ж е т б ы ть

о б есп еч ен а

су щ ествен н о

м е н ь ш а я н е с т а б и л ь н о с т ь

р аб о ч его

р е ж и м а

при

к о л е б а ­

н и я х

т е м п е р а т у р ы

о к р у ж а ю щ е й

среды , чем у

к а с к а д а

О О С р а в н о ц е н е н

к а с к а д у с

ф и к си р о ван н ы м см ещ ен и ем

п ри

R n = 0,

к о г д а

S i = j - 3 ^

(со о тв етств у ет

сл у чаю

п о д ­

к л ю ч е н и я

р е зи с т о р а R " Q,r. к

б а зе и м инусу

б а та р еи , к а к

это

и м е е т м есто в

сх ем е

рис.

3 -2 ).

Р а с ч е т

п а р а м е т р о в

цепей

см ещ ен и я

и

о б р атн о й

с в я ­

зи

м о ж е т

б ы ть

вы п о л н ен

сл ед у ю щ и м

о б р азо м .

Е сли

С.

(4-8а)

e/?,i

/?„ f/K(i

а) — Лео]

З а т е м из

(4 -5)

и (4 -8)

н ай ти зн ач ен и я

к о эф ф и ц и ен ­

т а р е ж и м н о й

н е с та б и л ь н о ст и и

у то ч н и ть вел и ч и н у

то к а

к о л л е к т о р а

т р а н з и с т о р а ,

при

к о то р ы х

м о ж е т

б ы ть

н о сти ,

то

н у ж н о

о п р е д ел и т ь

С' —

s '

(4-0)

a-R-n

1— s, (1 — а)

Т о гд а

при

вы бранны х

значениях

Е

и / к из

формулы

(4-7) о п р ед ел яем

величины

R n

и

UK,

а

затем ,

за д ав ш и с ь

отнош ением

м ож но

из

(4-7а)

р ассч и тать

сопротив-

л е н и е р е зи с т о р а

/?"0.с. В ел и ч и н а

/?2

п р ак ти ч еск и

не о к а ­

з ы в а е т

в л и я н и я

н а к о эф ф и ц и ен т

у си л ен и я

и

вхо д н о е

с о п р о т и в л е н и е

к а с к а д а п ри

- % 2 - < 0 , 1 н - 0 ,1 5 .

К а с к а д ы с

п о с л ед о в ат е л ь н о й

О О С .

К а с к а д

с п отен ­