Материал: 832

Рис. 8.6 Схема УНЧ с гальванически связанными каскадами ОЭ-ОК

Подключение транзистора VT2 практически не меняет режим работы транзистора VT1 (IБ2 << IК1). При этом на эмиттере транзистора VT2 устанавливается потенциал UЭ2 = UК1 – UБЭ2. Задавшись током эмиттера транзистора VT2, можно рассчитать величину сопротивления резистора RЭ2 UЭ2 IЭ2 .

Зная свойства каскадов с ОЭ и ОК, легко оценить основные параметры усилителя в рабочем диапазоне частот:

Rвх R1R2 h11Э(1) – входное сопротивление УНЧ;

Rвых h11Э(2) RК – выходное сопротивление УНЧ;

1 h21Э(2)

K h21Э(1)RК – коэффициент усиления по напряжению.

h11Э(1)

Вследствие низкого выходного сопротивления коэффициент усиления по напряжению практически не изменится при подключении нагрузки, что является несомненным достоинством рассматриваемого УНЧ. Удается реализовать усиление по напряжению порядка нескольких сотен. Полоса пропускания определяется каскадом с ОЭ, так как эмиттерный повторитель является более широкополосным усилительным каскадом.

92

9 УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

9.1 Каскад по схеме с общим истоком

В представленном на рис. 9.1 усилительном каскаде необходимое смещение за затвор полевого транзистора относительно истока обеспечивается за счет падения напряжения на резисторе

резистор R1 не протекает. Сопротивление R1 выбирается достаточно большим (вплоть до единиц мегаом), что обеспечивает большое входное сопротивление каскада в рабочем диапазоне частот.

Переменная составляющая напряжения, формируемого на стоке транзистора VT1 за счет резистора R2, через разделительный конденсатор C2 поступает в нагрузку. Блокировочный конденсатор C3 устраняет ООС за счет резистора R3 в рабочем диапазоне частот.

По переменной составляющей исток транзистора VT1 заземлен и является общим электродом для источника входного сигнала и нагрузки. Следовательно, транзистор включен по схеме с общим истоком. Точку покоя выбирают на пологом участке выходных характеристик полевого транзистора, где он имеет большое выходное сопротивление.

По заданным координатам точки покоя А определяем сопротивления резисторов

9.2Анализ каскада в области средних и верхних частот

Малосигнальная эквивалентная схема каскада с ОИ для средних частот приведена на рис. 9.2. Выходная цепь полевого транзистора представлена эквивалентным генератором тока SUЗИ=SUвх с внутренним сопротивлением Ri.

Ток SUвх создает на эквивалентном сопротивлении выходной цепи Rэкв Ri R2RН падение напряжения, равное по вели-

чине, но противоположное по направлению Uвых. Поэтому

Uвых SUвхRэкв.

Отсюда можно записать выражение для оценки коэффициента усиления по напряжению в области средних частот

ИИ

Рис. 9.2 Эквивалентная схема каскада с ОИ для среднихчастот

Знак минус подчеркивает свойство каскада инвертировать

94

Практически он совпадает с K0, так как сопротивление резистора в цепи затвора R1 может быть выбрано значительно большим внутреннего сопротивления источника сигнала Rс. Однако следует учесть, что при очень больших значениях сопротивления R1 обратный ток p-n-перехода затвор-исток (он мал, но сильно зависит от температуры) может сильно влиять на стабильность режима VT1 по постоянному току. Предельное значение сопротивления R1 ограничено величиной порядка нескольких мегаом.

Режим работы при малом сигнале стремятся выбрать экономичным, однако при уменьшении I0 падает крутизна характеристики S и коэффициент усиления каскада (см. выражение 9.3).

Эквивалентную схему каскада для верхних частот (рис. 9.3) получаем, добавляя в схему для средних частот межэлектродные емкости полевого транзистора и емкость нагрузки (при ее наличии). Сопротивление R1 опущено, т.к. предполагается, что

R1>>Rс.

Рис. 9.3 Эквивалентная схема каскада сОИ для верхнихчастот

Оценим величину входного тока, который потребляется от источника сигнала на верхних частотах:

iвх i1 i2 j CЗИUвх j СЗС Uвх Uвых

j UвхСЗИ j UвхСЗС 1 К0 .

Таким образом, источник сигнала на верхних частотах нагружен на эквивалентную входную емкость

Суммарная емкость выходной цепи