А.В. Шарапов
АНАЛОГОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА
Учебное пособие
C
R3
C
R1

R2
ТОМСК – 2006
Федеральное агентство по образованию
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
А.В. Шарапов
АНАЛОГОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА
Учебное пособие
Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия
2006
Рецензенты: зав. кафедрой промышленной и медицинской электроники Томского политехнического университета, д-р техн. наук, проф. Г.С. Евтушенко; зам. директора по научной работе НИИ автоматики
и электромеханики при ТУСУРе, к.т.н. С.К. Земан; к.т.н., доцент кафедры промышленной электроники ТУСУР В.А. Скворцов; ст. преподаватель кафедры промышленной электроники ТУСУР Э.Ф. Сербин
Корректор: Миллер С.В.
Шарапов А.В.
Аналоговая схемотехника: Учебное пособие. Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлек-
троники, 2006. 193 с.
Представлены краткие теоретические сведения о характеристиках и параметрах полевых и биполярных транзисторов, схемы и методики расчета усилителей на их основе. Приведены основы теории операционных усилителей и примеры их применения. Изложены принципы построения схем генераторов гармонических колебаний и стабилизаторов постоянного напряжения.
Для студентов вузов радиоэлектронного профиля и инженеровпроектировщиков средств и систем автоматики и промышленной электроники.
Шарапов А.В., 2006ТУСУР, 2006
|
3 |
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................... |
7 |
|
1 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЬНЫХ |
|
|
УСТРОЙСТВ ............................................................................... |
16 |
|
1.1 |
Структурная схема усилительного устройства.................... |
16 |
1.2 |
Классификация электронных усилителей............................ |
16 |
1.3 |
Усилительные параметры ..................................................... |
17 |
1.4 |
Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики.. |
18 |
1.5 |
Переходная характеристика.................................................. |
20 |
1.6 |
Линейные и нелинейные искажения .................................... |
21 |
1.7 |
Амплитудная характеристика, динамический диапазон..... |
23 |
1.8 |
Способы связи между каскадами.......................................... |
24 |
1.9 |
Классы усиления.................................................................... |
25 |
2 ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ..................................... |
29 |
|
2.1 |
Виды обратных связей........................................................... |
29 |
2.2 |
Влияние ООС на стабильность коэффициента усиления ... |
31 |
2.3 |
Влияние ООС на нелинейные искажения............................ |
32 |
2.4 |
Влияние ООС на величину входного и выходного |
|
|
сопротивлений усилителя .................................................... |
32 |
2.5 |
Амплитудно-частотная характеристика усилителя с ОС.... |
33 |
2.6 |
Частотный критерий устойчивости усилителя с обратной |
|
|
связью. Запасы устойчивости по амплитуде и по фазе...... |
34 |
2.7 |
Пример расчета характеристик усилителя с ООС............... |
36 |
3 ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ И МАЛОСИГНАЛЬНЫЕ |
|
|
ПАРАМЕТРЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ....................... |
39 |
|
3.1 |
Способы включения биполярного транзистора................... |
39 |
3.2 |
Характеристики транзистора при включении с общей |
|
|
базой ...................................................................................... |
40 |
3.3 |
Характеристики транзистора при включении с общим |
|
|
эмиттером.............................................................................. |
41 |
3.4 |
Т-образная схема замещения транзистора при включении |
|
|
с общей базой........................................................................ |
43 |
3.5 |
Т-образная схема замещения транзистора при включении |
|
|
с общим эмиттером............................................................... |
45 |
|
4 |
|
3.6 Н-параметрытранзистора и ихсвязьс параметрами |
|
|
|
физической эквивалентной схемы....................................... |
46 |
3.7 |
Определениеh-параметровпохарактеристикамтранзистора 48 |
|
3.8 |
Типы полевых транзисторов................................................. |
49 |
3.9 |
Характеристики и малосигнальные параметры полевых |
|
|
транзисторов ......................................................................... |
51 |
3.10 Эквивалентные схемы замещения полевых транзисторов54
4 УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ........ |
56 |
|
4.1 |
Принцип работы и назначение элементов простейшего |
|
|
каскада УНЧ по схеме с общим эмиттером........................ |
56 |
4.2 |
Нагрузочные прямые постоянного и переменного тока..... |
57 |
4.3 |
Анализ каскада в области средних частот ........................... |
59 |
4.4 |
Анализ каскада в области нижних частот............................ |
60 |
4.5 |
Анализ каскада в области верхних частот ........................... |
63 |
4.6 |
Результирующие характеристики каскада........................... |
64 |
5 ТЕМПЕРАТУРНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ |
|
|
БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА............................................. |
67 |
|
5.1 |
Цепи смещения с фиксированным током базы |
|
|
и фиксированным током эмиттера...................................... |
67 |
5.2 |
Цепь смещения с эмиттерной стабилизацией рабочей |
|
|
точки транзистора................................................................. |
69 |
5.3 |
Цепь смещения с комбинированной отрицательной |
|
|
обратной связью по постоянному току............................... |
71 |
6 КАСКАД С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ ПРИ РАБОТЕ |
|
|
В РЕЖИМЕ БОЛЬШОГО СИГНАЛА........................................ |
72 |
|
6.1 |
Выбор режима работы транзистора...................................... |
72 |
6.2 |
Пример расчета усилительного каскада............................... |
76 |
7 ШИРОКОПОЛОСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ....................................... |
82 |
|
7.1 |
Особенности формирования АЧХ широкополосных |
|
|
усилителей............................................................................. |
82 |
7.2 |
Схемы высокочастотной коррекции..................................... |
83 |
7.3 |
Схема низкочастотной коррекции........................................ |
84 |
8 УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ ПО СХЕМАМ С ОБЩЕЙ |
|
|
БАЗОЙ И ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ....................................... |
86 |
|
8.1 |
Каскад с общей базой............................................................ |
86 |
8.2 |
Каскад с общим коллектором ............................................... |
87 |