Навигация
Усилительные каскады с динамическими нагрузками
13514
знаков
0
таблиц
0
изображений
2. Усилительные каскады с динамическими нагрузками
Коэффициент усиления K=SRн. Чтобы увеличить коэффициент усиления, необходимо увеличивать Rн. В интегральном исполнении это приводит к большой площади на кристалле, что потребует увеличения его размера и, следовательно, стоимости микросхемы.
Если в схеме ОЭ вместо резисторной нагрузки включить транзистор другого типа проводимости, то получим простейший каскад с динамической нагрузкой.
Транзисторы включены последовательно по постоянному току, поэтому 
. Практически оба транзистора представляют собой генераторы стабильного тока. Если транзистор VT2 представляет собой генератор стабильного тока, то транзистор VT1 является токоотводом, и наоборот. Транзистора соединены коллекторными выводами. При этом сопротивления транзисторов постоянному току небольшие, а переменному на несколько порядков выше.
Рассмотрим вначале эмиттерную цепь. Сопротивление по постоянному току
.
По переменному току – динамическое сопротивление
.
Очевидно, что 
, т. е. Сопротивление переменному току со стороны эмиттерного вывода меньше сопротивления постоянному току.
Рассмотрим коллекторную цепь. Сопротивление по постоянному току
.
Динамическое сопротивление по переменному току
Как видно из рисунка, 
, поэтому 
. Следовательно, динамическая нагрузка с большим сопротивление может быть получена только в том случае, когда в качестве нагрузки используется выходное сопротивление транзистора со стороны коллектора. Коллекторная цепь каждого транзистора – динамическая нагрузка для другого транзистора, схема является симметричной. В качестве усилительного элемента и динамической нагрузки выбираются комплементарные пары транзисторов p-n-p и n-p-n типов. Если на один вход подать напряжение сигнала, которое необходимо усилить, а на другой вход – только постоянное напряжение с помощью делителя, то первый транзистор будет выполнять функцию усилительного элемента УЭ, а его нагрузкой будет выходное сопротивление другого транзистора. Иногда динамическая нагрузка может быть и управляемой. При этом входы можно поменять, поменяются УЭ и динамическая нагрузка. Если параметры транзисторов комплементарной пары (ОЭ) отличаются незначительно, то коэффициент усиления, входное и выходное сопротивление каскада ОЭ с динамической нагрузкой практически не изменяются при подаче усиливаемого сигнала на входы 1 или 2. Отличие входов состоит в различном постоянном потенциале (разница в сумме 
).
В эмиттерном повторителе транзисторы должны быть одного типа, так как в этом случае динамическая нагрузка включается в эмиттерную цепь усилительного транзистора. Данная схема несимметрична.
Если подать сигнал на вход 2, то транзистор VT2 является усилительным элементом в схеме ОК, транзистор VT1 - его динамическая нагрузка с высоким сопротивлением по переменному току (со стороны коллектора). Коэффициент усиления K=1. При подаче сигнала на вход 1 транзистор VT1 - усилительный элемент в схеме ОЭ, а его нагрузка – транзистор VT2 со стороны эмиттера, имеющий низкое входное сопротивление, поэтому коэффициент усиления K=1. Тем не менее, при соответствующем дополнении такая схема представляет интерес, приводя к каскадной схеме, обладающей особыми свойствами.
3. Каскадные усилители
За основу каскадного усилителя выбирается схема каскада с динамической нагрузкой с общим коллектором на n-p-n транзисторах. При этом в коллекторную цепь добавляется резистор Rн, с которого снимается сигнал. Полученная схема называется каскадной.
Каскадная схема представляет собой соединение транзисторов, включенных с общим эмиттером (VT1) и общей базой (VT2). Питание транзисторов – последовательное, нагрузка включена в коллекторную цепь транзистора VT2.
Схему можно упростить, уменьшив число резисторов. Если использовать биполярное питание, число резисторов можно еще уменьшить.
Входное сопротивление транзистора VT2, включенного по схеме с общей базой, равно 1/S2. Это сопротивление является нагрузкой транзистора VT1. Тогда его коэффициент усиления K1=S1/S2, если S1=S2, то K1=1. Общее усиление
,
т. е., как у обычного каскада.
Каскадная схема представляет собой соединение транзисторов, включенных с общим эмиттером (VT1) и общей базой (VT2). Сопротивление R2 соединяет транзисторы с источником питания. Сопротивление R1 и стабилитрон VD задают смещение на базе транзистора VT2.
Рассмотрим свойства каскадного соединения.
1)В схеме с общим эмиттером присутствует эффект Миллера, то есть входная емкость
,
так как K>>1, входная емкость – величина большая, что снижает частоту полюса входной цепи 
. В каскодной схеме K=K1=1,
,
т. е. входная емкость существенно меньше.
2)Входное сопротивление каскодной схемы не зависит от параметров выходной цепи, т. е. присутствует развязка по входу и выходу.
3)Транзистор VT2 работает в режиме управления током транзистора VT1.
4)Так как транзистор VT2 включен по схеме с общей базой, его граничная частота
,
т. е. наличие второго транзистора не вносит искажения на высоких частотах.
Каскадная схема используется в дифференциальных каскадах. Если эмиттерных резисторов нет (Rэ=0), то коэффициент усиленияK=SRн. В противном случае
.
Как обычно, каскадная схема представляет собой соединение транзисторов, включенных с общим эмиттером (VT1,VT3) и общей базой (VT2,VT4). Дроссели L и резисторы Rэ представляют собой элементы коррекции.
Похожие работы
... системах связи; выравнивания АЧХ малошумящих усилителей, входные каскады которых реализуются без применения цепей высокочастотной коррекции. На рис. 7.5,а приведена принципиальная схема усилителя с реактивной межкаскадной КЦ четвертого порядка, позволяющей реализовать заданный наклон АЧХ усилительного каскада, эквивалентная схема по переменному току приведена на рис. 7.5,б [14]. а) ...
... и как его измерить? 6. Что такое нагрузочная характеристика, как она снимается и какие параметры можно по ней определить? 7. Объясните работу параметрического стабилизатора. 8. В чем отличие работы диода в однополупериодной и двух-полупериодной мостовой схемах? 9. Чему равен угол отсечки при коротком замыкании нагрузки и при холостом ходе? Литература 1.Иванов-Цаганов А.И. Электротехнические ...
... Jсм1–Jсм2)/2, (3.1) отличие во входных токах смещения характеризуется справочными параметром Jр.=Jсм1–Jсм2. (3.1а) Влияние параметров Uсм, Jсм, Jр на работу усилительного каскада на ОУ зависит от схемы включения ОУ в усилителе. 3.2 Схемы включения ОУ Основными схемами включения ОУ являются инвертирующая, неинвертирующая, дифференциальная схемы. ...
ТОРНЫЙ КАСАКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ Резисторные усилительные касакады широко применяются в различных областях радиотехники. Идеальный усилитель имеет равномерную АЧХ во всей полосе частот, реальный усилитель всегда имеет искажения АЧХ, прежде всего - снижение усиления на низких и высоких частотах, как показано на рис. 3.1. Рис.3.1. Схема резисторного усилителя переменного тока на ...
0 комментариев