Численный метод расчёта усилительного каскада по схеме с ОЭ в режиме малого сигнала

ЛЕКЦИЯ 7

Расчёт усилительного каскада на

Биполярном транзисторе

 

План лекции:

Численный метод расчёта рабочей точки усилительного каскада по схеме с ОЭ с фиксированным током базы

Численный метод расчёта рабочей точки усилительного каскада по схеме с ОЭ с эмиттерно-базовой стабилизацией

Численный метод расчёта усилительного каскада по схеме с ОЭ в режиме малого сигнала

7.1. Численный метод расчёта рабочей точки усилительного каскада по схеме с ОЭ с фиксированным током базы

Включение транзистора в цепь по схеме с ОЭ приведено на рис. 7.1. Из схемы следует, что и .

 

Рис. 7.1. Включение биполярного транзистора в схеме с ОЭ

 

Полные уравнения токов транзистора [1] с.85, (5.40):

Из этих уравнений можно получить аналитические выражения для любого семейства характеристик транзистора в любой схеме включения.

Рассмотрим характеристики транзистора в схеме с ОЭ, так как она применяется наиболее часто.

Заменим в уравнениях (7.1) напряжение на :

Уравнения (7.2 b) и (7.2 с) представляют собой уравнения транзистора в Y-па­раметрах, записанные в трансцендентной (неявной) форме. Они универсальны, т.е. пригодны как для постоянных, так и для переменных величин.

Входной вольтамперной характеристикой в данном случае является зависимость входного тока от входного напряжения , т.е. формула (7.2 с), а выходное напряжение является параметром этого семейства входных характеристик.

Выходной вольтамперной характеристикой называют зависимость выходного тока от выходного напряжения, т.е. , где входной ток является параметром семейства выходных характеристик.

Для получения выходной характеристики вначале преобразуем формулу (7.2 с) к выражению

а затем из (7.3) найдём зависимость

Подставляя (7.3) и (7.4) в формулу (7.2 b), получаем после преобразования выражение выходной характеристики

где − коэффициент передачи тока базы в схеме с ОЭ.

Если при расчёте исходной рабочей точки выбраны ток коллектора и напряжение , то из уравнения (7.5) можно рассчитать величину тока базы , а затем после преобразования выражения (7.4) к виду

− величину входного напряжения.

Уравнения (7.5) и (7.6) являются уравнениями в Н-параметрах транзистора, включённого по схеме с ОЭ, где

В реальной схеме усилительного каскада режим рабочей точки обеспечивается внешними цепями, например, резисторами в цепи коллектора и базы в схеме с фиксированным током базы (рис. 7.2).

 

Рис. 7.2. Усилительный каскад с фиксированным током базы – схема принципиальная электрическая по постоянному току

 

После выбора режима усилителя по постоянному току () и величин и из соответствующего номинального ряда значений необходимо уточнить напряжение :

Далее следует, решив нелинейное уравнение (7.5) при уточнённом значении , найти величину тока базы , а затем напряжение из формулы (7.6).

Запишем входное напряжение через сопротивление в цепи базы:

Отсюда можно рассчитать требуемую точную величину сопротивления и заменить её на ближайшее значение и стандартного ряда.

Так как влияние тока базы на ток коллектора велико, то следует решить систему нелинейных уравнений (7.5) и (7.6), используя формулы (7.11) и (7.12).

 

Численный метод расчёта рабочей точки усилительного каскада по схеме с ОЭ с эмиттерно-базовой стабилизацией

 

Численный метод расчёта усилительного каскада по схеме с ОЭ в режиме малого сигнала

В режиме малого сигнала нелинейные элементы можно рассматривать как линейные путём замены диодов и резисторами и , сопротивления которых равны дифференциальным сопротивлениям эмиттерного и коллекторного переходов соответственно.

При заданных постоянных составляющих токов и напряжений транзистора, т.е. в рабочей точке, дифференциальные составляющие модели постоянны, однако они могут меняться при изменении постоянных составляющих.

Для переменных величин в конечных приращениях имеем

 

Находим значения g-параметров для переменных величин:

 

1. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника: Учеб. пособие для вузов/ Ю.Л. Бобровский, С.А. Корнилов, И.А. Кратиров и др.; Под ред. проф. Н.Д. Федорова. - М.: Радио и связь, 1998. – 560 с., ил. – УДК 621.38 Э455

2. Электронные приборы: Учебник для вузов / В.Н. Дулин, Н.А. Аваев, В.П. Дёмин и др.; Под ред. Г.Г. Шишкина. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. − 496 с: ил. – УДК 621.385 (075) Э-455

3. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. 6-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2002. – 480 с., ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература). – УДК 621.382 П198

4. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Лаборатория базовых Знаний, 2001. – 488 с. – УДК 621.3.049.77(075) С79 ББК 32.852

5.

6. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройства: Справ. радиолюбителя / Р.М. Терещук, К.М. Терещук, С.А. Седов. – 4-е изд., стер. – Киев: Наук. думка, 1989. 800 с.: ил.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: