Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе. Прохоров С.Г - 24 стр.

UptoLike

24
При расчете коэффициента усиления по напряжению мы учли, что во
входной цепи каскада стоит сопротивление генератора и что входное сопро-
тивление транзистора не просто h
11
, а увеличилось из-за ООС.
Следует также иметь в виду, что мы рассчитали общий коэффициент
усиления транзистора по току. Однако из эквивалентной электрической схе-
мы следует, что в сопротивление нагрузки R
н
передается только часть тока
транзистора и электрической мощности, которая собственно и является по-
лезной. Если это учесть, то коэффициент усиления по току именно в нагрузке
будет:
8,12
101,5
1,58,37
1
нк
к
1н22
21
н
=
+
=
+
+
=
RR
R
Rh
h
K
I
.
Теперь рассчитаем выходное сопротивление каскада. Из эквивалентной
электрической схемы следует, что оно равно параллельному соединению ре-
зисторов R
к
и 1/h
22
:
()
кОм 3,62
1,55,12
1,55,12
/1
/1
к22
к22
вых
=
+
=
+
=
Rh
Rh
R .
Однако мы не учли, что в каскаде имеется последовательно-
последовательная ООС, которая увеличивает выходное сопротивление тран-
зистора. Если учесть этот момент, то выходное сопротивление транзистора
уже будет равно не 1/h
22
, а
кОм 612,5495121
1
21
22
вых.тр
==+= ,)h(
h
R .
Тогда выходное сопротивление всего каскада будет равно также парал-
лельному сопротивлению резистора R
к
и выходному сопротивлению транзи-
стора, т.е.
кОм 5,06
5,6121,5
621,55,1
вых.трк
вых.трк
вых
=
+
=
+
=
RR
RR
R
.
Таким образом, выходное сопротивление усилительного каскада прак-
тически равно сопротивлению резистора в коллекторной цепи R
к
.
3. Рассчитать основные параметры усилительного каскада, схема кото-
рого приведена на рис. 23.
Параметры транзистора: h
11
=1 кОм,
h
21
=50, h
22
=10
-5
См. Параметром h
12
пре-
небрегаем. Как и в предыдущем примере,
составляем эквивалентную электриче-
скую схему каскада, пользуясь табл. 2.
Транзистор включен по схеме с общим
эмиттером. Полная эквивалентная схема
замещения данного каскада с учетом всех
элементов схемы представлена на рис. 24.
Е
к
R
к
R
1
20к 3к
R
н
2к
C
р1
C
р2
R
2
6,2к
R
э С
э
1к
Рис. 23. Схема усилительного
каскада с термостабилизацией
      При расчете коэффициента усиления по напряжению мы учли, что во
входной цепи каскада стоит сопротивление генератора и что входное сопро-
тивление транзистора не просто h11, а увеличилось из-за ООС.
      Следует также иметь в виду, что мы рассчитали общий коэффициент
усиления транзистора по току. Однако из эквивалентной электрической схе-
мы следует, что в сопротивление нагрузки Rн передается только часть тока
транзистора и электрической мощности, которая собственно и является по-
лезной. Если это учесть, то коэффициент усиления по току именно в нагрузке
будет:
                   h21        Rк     37,8 ⋅ 5,1
       K Iн =              ⋅       =            = 12,8 .
              1 + h22 ⋅ Rн1 Rк + Rн 5,1 + 10
      Теперь рассчитаем выходное сопротивление каскада. Из эквивалентной
электрической схемы следует, что оно равно параллельному соединению ре-
зисторов Rк и 1/h22:

      Rвых =
             (1/ h22 ) ⋅ Rк = 12,5 ⋅ 5,1 = 3,62 кОм .
             1 / h22 + Rк 12,5 + 5,1
      Однако мы не учли, что в каскаде имеется последовательно-
последовательная ООС, которая увеличивает выходное сопротивление тран-
зистора. Если учесть этот момент, то выходное сопротивление транзистора
уже будет равно не 1/h22, а
                 1
      Rвых.тр =     ⋅ ( 1 + h21 ) = 12 ,5 ⋅ 49 = 612,5 кОм .
                h22
      Тогда выходное сопротивление всего каскада будет равно также парал-
лельному сопротивлению резистора Rк и выходному сопротивлению транзи-
стора, т.е.
              Rк ⋅ Rвых.тр   5,1 ⋅ 621,5
       Rвых =              =             = 5,06 кОм .
              Rк + Rвых.тр 5,1 + 612,5
     Таким образом, выходное сопротивление усилительного каскада прак-
тически равно сопротивлению резистора в коллекторной цепи Rк.

     3. Рассчитать основные параметры усилительного каскада, схема кото-
                                    рого приведена на рис. 23.
                              Ек          Параметры транзистора: h11=1 кОм,
       R1  20к R к    3к            h21=50, h22=10-5См. Параметром h12 пре-
                                    небрегаем. Как и в предыдущем примере,
                                    составляем эквивалентную электриче-
                         C р2
     C р1
                              Rн 2к
                                    скую схему каскада, пользуясь табл. 2.
                                    Транзистор включен по схеме с общим
       R2  6,2к R э        Сэ
                 1к                 эмиттером. Полная эквивалентная схема
                                    замещения данного каскада с учетом всех
     Рис. 23. Схема усилительного   элементов схемы представлена на рис. 24.
     каскада с термостабилизацией
                                    24