Исследование усилительных каскадов на полевом транзисторе с управляющим p-n-переходом. Охремчик С.А. - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

И
ВЫХ ВХ
ИИ
() ().
(1 )
i
i
SR R
ut ut
RSRR
=
++
Тогда коэффициент усиления по напряжению равен
ВЫХ
U
ВХ
()
()
ut
K
ut
==
ИИ
И
)1( RSRR
RRS
i
i
++
. (44)
На практике рабочая точка ПТ выбирается в пологой части ВАХ (в области
насыщения). В этом режиме выходное сопротивление
R
i
транзистора вели-
ко, так что
R
i
>> R
И
. Действительно, здесь сопротивление R
i
составляет де-
сятки–сотни кОм, а сопротивление
R
И
обычно выбираются порядка не-
скольких кОм. Тогда коэффициент усиления (44) приближенно равен
K
U
≈ S R
И
/
(1+ S R
И
). (45)
Из (44), (45) следует, что для каскада с ОС всегда
K
U
< 1.
5.2.3. Входное сопротивление R
ВХ
Отметим, что входная цепь усилительного каскада с ОС (рис. 12) совпа-
дает со входной цепью каскада с ОИ (рис. 8). Поэтому для расчета входного
сопротивления каскада с ОС можно использовать эквивалентную схему
входной цепи каскада с ОИ, показанную на рис. 10. Согласно рис. 10, вход-
ное сопротивление
R
ВХ
можно представить в виде параллельного соединения
сопротивлений
R
З
и входного сопротивления транзистора R
Е
, т. е.
R
ВХ
= R
З
R
Е
/ (R
З
+ R
Е
). (46)
При отрицательных напряжениях
U
ЗИ
на затворе ПТ, не превышающих
допустимого обратного напряжения, ток затвора весьма мал и входное со-
противление
R
Е
транзистора очень велико. Для температурной стабилиза-
ции входного сопротивления каскада сопротивление
R
З
выбирают значи-
тельно меньше
R
Е
, т. е. R
З
<< R
Е
. Тогда из (46) приближенно получаем:
R
ВХ
≈ R
З
. (47)
5.2.4. Выходное сопротивление R
ВЫХ
Найдем выходное сопротивление R
ВЫХ
усилителя с ОС (рис. 12), вос-
пользовавшись методом, изложенным в п. 5.1.2 и основанным на форму-
ле (30). Согласно рис. 11, клемму «Вход» на рис. 12 соединим накоротко с
общим проводом «Общ.», а с выхода усилителя отключим нагрузку
R
Н
и
подадим на выход переменное напряжение
u
ВЫХ
(t).
Установим связь между выходным напряжением
u
ВЫХ
(t) и выходным
током
i
ВЫХ
(t) для полученной схемы. Уравнение Кирхгофа для переменных
составляющих токов в узле А на рис. 12 имеет вид:
i
ВЫХ
(t) = i
R
(t) – i
C
(t), (48)
25
                                          S Ri RИ
                      uВЫХ (t ) =                      uВХ (t ).
                                    Ri (1 + SRИ ) + RИ

Тогда коэффициент усиления по напряжению равен

                           uВЫХ (t )         S Ri RИ
                    KU =             =                    .            (44)
                           uВХ (t )    Ri (1 + SRИ ) + RИ

На практике рабочая точка ПТ выбирается в пологой части ВАХ (в области
насыщения). В этом режиме выходное сопротивление Ri транзистора вели-
ко, так что Ri >> RИ. Действительно, здесь сопротивление Ri составляет де-
сятки–сотни кОм, а сопротивление RИ обычно выбираются порядка не-
скольких кОм. Тогда коэффициент усиления (44) приближенно равен
                           KU ≈ S RИ / (1+ S RИ).                     (45)
Из (44), (45) следует, что для каскада с ОС всегда KU < 1.

                    5.2.3. Входное сопротивление RВХ
   Отметим, что входная цепь усилительного каскада с ОС (рис. 12) совпа-
дает со входной цепью каскада с ОИ (рис. 8). Поэтому для расчета входного
сопротивления каскада с ОС можно использовать эквивалентную схему
входной цепи каскада с ОИ, показанную на рис. 10. Согласно рис. 10, вход-
ное сопротивление RВХ можно представить в виде параллельного соединения
сопротивлений RЗ и входного сопротивления транзистора RЕ, т. е.
                           RВХ = RЗ RЕ / (RЗ + RЕ).                    (46)
   При отрицательных напряжениях UЗИ на затворе ПТ, не превышающих
допустимого обратного напряжения, ток затвора весьма мал и входное со-
противление RЕ транзистора очень велико. Для температурной стабилиза-
ции входного сопротивления каскада сопротивление RЗ выбирают значи-
тельно меньше RЕ, т. е. RЗ << RЕ . Тогда из (46) приближенно получаем:
                                RВХ ≈ RЗ.                              (47)

                   5.2.4. Выходное сопротивление RВЫХ
    Найдем выходное сопротивление RВЫХ усилителя с ОС (рис. 12), вос-
пользовавшись методом, изложенным в п. 5.1.2 и основанным на форму-
ле (30). Согласно рис. 11, клемму «Вход» на рис. 12 соединим накоротко с
общим проводом «Общ.», а с выхода усилителя отключим нагрузку RН и
подадим на выход переменное напряжение uВЫХ(t).
      Установим связь между выходным напряжением uВЫХ(t) и выходным
током iВЫХ(t) для полученной схемы. Уравнение Кирхгофа для переменных
составляющих токов в узле А на рис. 12 имеет вид:
                             iВЫХ(t) = iR(t) – iC(t),                  (48)


                                          25

Страницы