Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

Вид стабилизации

Стабилизируемые пара­

Каскады со

Каскады с ООС на переменном

Каскады со стабилизацией р/т

Мостовые схемы

токе

и ООС на переменном токе

метры и характеристики

стабилизацией

рабочей точки

парал­

последо­

комбини­

парал­

последо­

комбини­

на посто­

на пере­

(Р/т)

янном

менном

лельной

вательной

рованной

лельной

вательной

рованной

токе

токе

Коэффициент

нели­

J .

±

+

+

+

—

—

нейных искажений

Уровень собственных

±

-L

+

+

+

—

—

шумов

Дрейф нуля

.

-L

—

—

—

—

—

±

+

—

Устойчивость к само­

—

—

—

—

—

—

—

«

±

+

возбуждению

Примеры схем, реали­

Рис. 3-4,

Рис. 4-2,

Рис. 4-1,

Р и с .4-3,

Рис. 9-1,

Рис. 9-2,

Рис. 9-3,

Рис.

Рис. 5-17

зующих соответст­

3-5, 3-6,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

5-16

вующий способ ста­

5-7, 5-8,

4-6

4-6

4-6

4-6

4-6

4-6

билизации

5-10, 5-11,

5-12, 5-15

Стабилиза ция

дости­

Увеличения

Ухудшения

усилительных

Увеличения потребления от

Увеличе­

Увеличе­

гается за 'счет

потребления

свойств каскадов

источника питания и ухуд­

ния объ­

ния объ­

энергии от

шения

усилительных

ема обо­

ема обо­

источника

свойств

каскадов

рудования

рудова­

■>

питания

и расхода

ния

питания

1

5

стабильности,

зн а к

«JL» о к а з ы в а е т

ч а с т и ч н о е

в л и я н и е

на

н естаби льн ость и

зн а к

« — »

ие

в л и я е т н а

с т а б и л ь ­

ность п ар ам етр о в

и х а р а к те р и с ти к .

7-2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ВЫ БОР СХЕМЫ

УСИЛИТЕЛЯ

П ри

п роекти рован и и

у си л и тел ей

в

к а ч е с т в е

и сх о д н ы х

дан н ы х ч ащ е

всего

за д а ю т с я

э.

д .

с.

Е г

и

в н у т р е н н е е

сопротивление

Zr

ге н е р ат о р а с и г н а л а ;

н а п р я ж е н и е

в х о д ­

ного си гн ала

С/вх

или

его

м о щ н о сть

Р Пх',

с о п р о т и в л е н и е

н агрузки

Z„

и

вели чи н а

м о щ н о сти

с и г н а л а

в

пей

Р и\

н ап р яж ен и е

и сто ч н и ка

п и т а н и я

п о с то я н н ы м

то к о м

Е \

и н тервал

рабочи х

т е м п е р а т у р

М ;

д о п у с т и м ы й

р а з б р о с

п ар ам етр о в

и

х а р а к т е р и с т и к ;

п р о и з в о д с т в е н н ы е д о п у с к и

на п а р а м е тр ы

п р и м ен яем ы х э л ем е н то в ,

а т а к ж е

п р е д е л ы

изм енений

н ап р я ж ен и й

и сто ч н и ко в

п и т а н и я .

П р и п р о ек ти р о в ан и и н ео б х о д и м о :/

вы б р ать

типы

тр а н зи с то р о в ,

у д о в л е т в о р я ю щ и х

з а ­

дан н ы м тр е б о в а н и я м

п о в е л и ч и н е

м о щ н о сти ,

о т д а в а е м о й

в н агр у зк у ,

р аб очи м

д и а п а з о н а м

ч а с т о т

и

т е м п е р а т у р ,

коэф ф и ц и ен ту

у си л ен и я

и т. .п.;

оп р ед ел и ть

схем ы

вк л ю ч ен и я

т р а н з и с т о р о в

в к а с к а ­

д а х и стр у кту р у

у си л и тел я

в ц ел о м ;

вы б р ать

р аб о ч и е

р е ж и м ы

н а

п о с то я н н о м

и

п е р е м е н ­

ном

токе;

п рои звести

вы б ор

м ето д о в с т а б и л и за ц и и

п а р а м е т р о в

и вы п олн и ть

р асч ет

эл ем е н то в

ц еп ей ,

о б е с п е ч и в а ю щ и х

р еал и зац и ю

за д ан н о й

стаб и л ьн о сти ;

вы п олн и ть

р асч ет

п а р а м е т р о в

ц еп ей ,

о б е с п е ч и в а ю ­

щ и х д о сти ж ен и е

тр еб у ем ы х

э л е к т р и ч е с к и х

х а р а к т е р и ­

стик;

п рои звести

поверочн ы й

р а с ч е т

д о п у с к о в

п а р а м е т р о в

и х а р а к те р и с ти к д л я

о п р е д ел е н и я

степ ен и

и х с о о т в е т с т ­

вия

за д ан н ы м

тр е б о в а н и я м .

Р ассм о тр и м

к а ж д о е

из

у п о м я н у ты х

п о л о ж е н и й

б о л е е

подробно .

К а к

бы ло

п о к а з а н о

р а н е е ,

д и а п а з о н

т е м п е ­

р ату р , в

котором

о б есп еч и в ается

р а б о т а т р а н з и с т о р о в ,

я в л я е т с я огран и чен н ы м .

П о это м у

при

реш ении

в о п р о са

о п р и м е н и м о с ти

в ы ­

у сл о в и я х

н еоб ходи м о п р о и зв ес ти р а с ч е т м о щ н о ст и , р а с ­

сеи ваем о й

в его п е р е х о д а х , и о п р е д е л и т ь т е м п е р а т у р у

и с п о л ь зу е м ы х

в

м о щ н ы х

у си л и тел ьн ы х

к а с к а д а х ).

П о

р е з у л ь т а т а м

р а с ч е т а

д о л ж н а

б ы ть

оц ен ен а н еобходи ­

м ость

п р и м е н е н и я д о п о л н и те л ь н ы х

р а д и ато р о в или

п ри ­

н у д и те л ь н о го о х л а ж д е н и я .

С х е м а

в к л ю ч е н и я

т р а н зи с т о р а

в ы б и р ается

в

зави си ­

м ости

о т т р е б о в а н и й ,

п р е д ъ я в л я е м ы х

к

к а с к а д у

по в е ­

л и ч и н а м к о э ф ф и ц и е н т о в

у си л ен и я ,

вход н ом у

и

вы ход ­

н о м у с о п р о т и в л е н и я м ,

стаб и л ьн о сти

р аб о ты

в

зад ан н о м

и н т е р в а л е т е м п е р а т у р и т. п .

П р и

в ы б о р е

о д н о й

и з

тр ех

во зм о ж н ы х

схем

вклю че-'

и и я т р а н з и с т о р а

(с

о б щ ей

б а зо й ,

общ и м эм и ттер о м

или

о б щ и м

к о л л е к т о р о м )

с л ед у е т

у ч и ты в ать

след ую щ и е их

о со б ен н о сти :

1.

П р и

о п р е д ел е н н о й

вел и ч и н е

соп роти влен и я н а ­

гр у зк и

(Z„ =

c o n s t)

в х о д н о е

соп р о ти влен и е

к а с к а д а

и м еет

н а и б о л ь ш у ю

вел и ч и н у

в

схем е

с общ им

к о л л ек то ­

ром

и

н а и м е н ь ш у ю — в

схем е

с

общ ей

б азо й . В ходное

с о п р о ти в л е н и е

к а с к а д о в

н а

м ал о м о щ н ы х

плоскостн ы х

т р а н з и с т о р а х ,

и сп о л ь зу е м ы х

в

ти п овы х

р еж и м ах ,

при

в к л ю ч е н и и

по

сх ем е

с о б щ ей

б а зо й с о с т а в л я е т

40 — 60 ом,

по с х е м е

с

о б щ и м э м и т те р о м — 500 — 1 000 ом

и п о

схем е

с

о б щ и м

к о л л е к т о р о м —

100— 150

ком .

П о д о б н ы е

соот­

н о ш ен и я с п р а в е д л и в ы и д л я к а с к а д о в н а м ощ н ы х т р а н ­

з и с т о р а х ,

но

а б со л ю тн ы е

вели ч и н ы

их

входн ы х

со п р о ­

ти в л ен и й в д е с я т к и р а з м ен ьш е.

В х о д н о е

со п р о ти в л е н и е

у си л и тел ьн о го

к а с к а д а

при

вк л ю ч ен и и

т р а н з и с т о р а

по

схем е

с

общ им

эм и ттер о м

м о ж е т

б ы ть

су щ е ств е н н о

у вел и ч ен о

п утем

вклю чен и я

в- ц еп ь

э м и т т е р а

р е з и с т о р а

R '0.c,

и м ею щ его

д а ж е

с р а в ­

н и тел ьн о

н е б о л ь ш о е

со п р о ти влен и е .

Т а к ,

н а п р и м е р , п р и

^ /о.с = 5 0

ом

и

а = 0 ,9 8

входн ое

с о п р о ти в л е н и е

к а с к а д а

н а

м ал о м о щ н о м

плоскостн ом

т р а н з и с т о р е

с о гл ас н о

ф о р м у л е

(3-56)

в о зр а с т а е т

п р и ­

м ер н о д о 3 ко м . С н и ж ен и е ко эф ф и ц и ен та у си л ен и я по

н а п р я ж е н и ю в

это м

с л у ч а е

со гл асн о

ф о р м у л е

(3 -67а)

с о с т а в л я е т о к о л о 14 дб .

З а в и с и м о с т ь вх о д н о го со п р о ти в л ен и я к а с к а д а от

ч а ­

сто ты

п р о я в л я е т с я

сл ед у ю щ и м

о б р а зо м .

В

схем е

с

о б ­

щ ей

б а зо й

в

и н т е р в а л е

ч ас т о т

от

1

кгц

д о

п р ед ел ьн о

д о п у с ти м о й

ч ас то ты

у си л ен и я

вх о д н о е

соп роти влен и е

к а с к а д а

н а

с п л а в н о м

т р а н зи с т о р е

при

акти вн ой

н а г р у з ­

ке

в о з р а с т а е т

в

4 — 5 р а з . В

к а с к а д е

с

общ и м эм и ттер о м

в

а н а л о г и ч н ы х у сл о в и я х

и м еет

м есто

ум ен ьш ен и е

вх о д ­

н ого

с о п р о т и в л е н и я

в 1,3— 1,5 раза-.

2. В ы ходное

со п р о ти в л ен и е

у с и л и т е л ь н о г о

к а с к а д а

при

ф и кси рован н ой

вел и ч и н е в н у т р е н н ег о

с о п р о т и в л е ­

ния

ген ер ато р а

с и гн а л а

(Z r = c o n s t)

я в л я е т с я

н а и б о л ь ­

ш им

д л я

сл у ч ая

вк л ю ч ен и я

т р а н з и с т о р а

>по с х е м е

с

о б ­

щ ей

б азой и

н аи м ен ьш и м

д л я с х е м ы

с

о б щ и м

к о л л е к ­

тором .

П р и со п р оти влен и и

г е н е р а т о р а

с и г н а л а

|Z r | = l

к о м

вы ходное

со п р о ти вл ен и е

к а с к а д а

н а

м а л о м о щ н о м

п л о ­

скостном

тр а н зи с то р е в

ти п о в о м

р е ж и м е

р а б о т ы

с о с т а в ­

л я е т

д л я

схем ы

с

о б щ ей

б а зо й

0 ,5 — 1

М о м ,

с

о б щ и м

эм и ттером — 30 — 70

к о м ,

с

о б щ и м

к о л л е к т о р о м —

150 —

300 ом.

В ы ходн ое

со п р о ти в л ен и е

к а с к а д а

с л е д у ю щ и м

о б р а ­

зом

зав и си т

от

ч асто ты . В с х е м е

с о б щ ей

б а з о й

н а

и н ­

те р в ал е

о т

1 кгц

д о п р е д е л ь н о

д о п у с ти м о й

ч а с т о т ы

уси лен и я

вы х о д н о е с о п р о ти в л е н и е

к а с к а д а

н а

с п л а в н о м

тр ан зи сто р е

у м е н ь ш а е т с я

д о 20

р а з , а к а с к а д а

с

о б щ и м

эм и ттер о м — п р и м ер н о

в 5 р а з .

3. К о эф ф и ц и ен т у си л ен и я к а с к а д а по н а п р я ж е н и ю

им еет .прим ерно

р д и н а к о в у ю

в е л и ч и н у

д л я

схем

с

о б щ и м

эм иттером - и

о б щ ей

б а зо й

и

в к а с к а д а х

н а

м а л о м о щ н ы х

тр а н зи с то р а х п л о с к о с тн о го ти п а п ри | Z „ | = 3 к о м с о ­

с т а в л я е т

50 — 100 (34 — 40 д б ) .

Д л я

к а с к а д а

с

общихм

д и тся в

п р е д е л а х 25 — 50 (2 8 — 34

д б ),

а д л я

сх ем ы

с о б щ ей

б а зо й —

0 ,96 — 0,99.

П р и

это м к а

с к а д ы , в ы п о л н ен н ы е

по

сх ем е с

о б щ е й

ч и тел ьн о

б о л ее

ш и р о к о й

п о л о се

ч а с т о т , ч ем

к а с к а д ы

с об щ и м

эм и ттер о м

и

о б щ и м

к о л л е к т о р о м ,

и б о л ее

устой чи вы

к с а м о в о зб у ж д е н и ю .

И з в ы ш е и зл о ж ен н о го

сл ед у е т, что

к а с к а д ы

с о б щ и м

э м и тте р о м

сп особн ы

о б есп еч и ть

н а и б о л ь ш и й

к о э ф ф и ­

ц и ен т у си л ен и я

по

м о щ н о сти .

П р и

это м о б л е г ч а е т с я

д у собой , т а к к а к они

и м ею т м ен ьш и й п е р е п а д м е ж д у

вел и ч и н ам и в х о д н о го

и вы х о д н о го с о п р о ти в л е н и й , ч ем

сто р о в

с

о б щ ей б а зо й

у с ту п а ю т сх е м а м

с о б щ и м

э м и т ­

тер о м

по

у п о м я н у ты м

п о к а з а т е л я м , но

о б л а д а ю т

л у ч ­