Входная проводимость усилительного каскада

1. Случай низких и средних частот (эквивалентная схема приведена на рисунке).

Таким образом, входная проводимость транзистора с нагруз- ^койг„ =ёи⁺8и^К<г

При включении нагрузки проявляется действие внутренней ООС (за счет g_пК₀). В результате входная проводимость каскада больше, чем входная проводимость транзистора g_n (т. е. R_bx падает). Это отрицательный результат, так как шунтируется предыдущий каскад (негативное влияние модуляции толщины базы).

Оценим параметры входной проводимости каскада с точностью до порядка величины: g_n = 10^-2 См, g_n = 10^-6 См, К₀ = 100.

Таким образом, g_n K_Q = 10^ См, т. е. g_n К₀« g_u, g_Bx« g_u.

Это справедливо для схемы, в которой нет Я_э, т. е. входное сопротивление каскада можно считать равным входному сопротивлению транзистора.

2. Случай высоких частот.

На высоких частотах используются у .-параметры.

у_вх = Уц + у_пК — в общем случае.

j>_BX = y_u + y_l2K₀; для упрощения расчетов используем К₀ вместо К₀ (ошибка в этом случае незначительна).

Здесьg_u+g_nK₀=g_BX и — + С_кК₀=С_вх .

Таким образом, у_вх = ^{8вх + /СоСвХ11}"'.

1 + j сот

|l+ /сот! < л/2, так как со<—, т. е. частотная зависимость знамена-

т

теля несущественна. Можно считать: у_вх « g_BX + усоС_вхдин.

Входная цепь усилительного каскада (см. схему) представляет собой 7?С-цепь с емкостью на выходе (вызывает завал высоких частот).

*„*(100*150) Ом. С„_хднн=- + СД₀, где С*10пФ.

У транзисторов низких и средних частот х~10⁷с, /С₀=100=>

=> С «10⁹Ф. У транзисторов высоких частот х«10~⁹с,

К₀ = 10 С_вх « 100 пФ. У транзисторов средних и низких частот основной вклад в динамическую емкость вносит величина х/г_б, а у транзисторов высоких частот — величина СК₍₎, т. е. на низких частотах важно иметь малую постоянную времени транзистора, а на высоких — малую емкость коллекторного перехода. Следует учитывать, что плоскостные транзисторы обычно низкочастотные, а точечные — высокочастотные.

Анализ частотных свойств промежуточного усилительного каскада

Принципиальная и полная эквивалентные схемы

Приведем принципиальную схему промежуточного каскада:

Исходные предпосылки для расчета:

1. Рассматриваем промежуточный каскад (т. е. каскад предусилителя, нагруженный на идентичный). В предусилителе обычно используются идентичные каскады (из условия экономичности и унификации элементов схемы). На принципиальной схеме промежуточный каскад выделен пунктиром.

Нагрузка: коллекторное сопротивление R_k, цепь межкаскадной связи, Z_BX следующего каскада. Входное сопротивление следующего каскада является нагрузкой промежуточного, оно комплексное. Входная цепь первого каскада учитывается как нагрузка генератора.

• 2. Исключаем из рассмотрения вспомогательные элементы: цепи ОС и коллекторный фильтр. Их действие на частотные свойства будет учтено позднее.
• 3. Рассматриваем линейный каскад. Рабочие точки транзисторов находятся на линейных участках входной и выходной характеристик.
• 4. Весь расчет основан на у „-параметрах, так как полученные формулы будут пригодны для усилителей на биполярных, полевых транзисторах и даже на лампах.

Чтобы перейти к эквивалентной схеме, необходимо следующее:

1. Заменить транзистор на эквивалентный генератор тока с внутренней проводимостью y_t:

2. Заземлить (соединить с общим проводом) шину коллекторного питания (см. схему), так как работа каскада рассматривается по переменному току.

Таким образом, получаем полную эквивалентную схему промежуточного каскада по переменному току.

В этой схеме

Если заменить у. и у_вх с учетом их электрических элементов, получится развернутая полная эквивалентная схема промежуточного каскада:

Проводимости g, и g₂, включенные параллельно, представляют собой базовый делитель g₆ = g, + g₂. Полная эквивалентная схема промежуточного каскада включает генератор тока SU_BX с внутренней проводимостью g, нагруженный на комбинацию линейных ЛС-цепей, содержащих последовательно и параллельно включенные емкости. Сразу можно сказать, что схема характеризуется завалом низких и высоких частот. Поскольку она достаточно сложная, анализ свойств производят раздельно на низких, средних и высоких частотах.