Материал: Попов Э.Г. Основы аналоговой техники. Учеб. пособие для студ. радиотехнических спец

сделать за счет увеличения разделительной емкости С3. Сопротивление R′ в основном определяется значением сопротивления RН, которое всегда оказывается много больше, чем параллельное соединение Ri и R2.

В области низких частот форма частотной и фазовой характеристик резисторного каскада на полевом транзисторе не отличаются от формы аналогичных характеристик резисторного каскада на биполярном транзисторе

(см. рис. 4.5).

Переходная характеристика каскада на полевом транзисторе для области больших времен также не отличается от соответствующей характеристики каскада на биполярном транзисторе. Этот вывод следует из того, что соответствующие эквивалентные схемы каскадов (см. рис. 4.4, б и рис. 4.16, б) отличаются друг от друга лишь обозначением элементов.

4.3.4. Частотная характеристика. Область верхних частот

Эквивалентная схема, поясняющая работу резисторного каскада на по-

транзистора ССИ, емкость монтажа его выходной цепи и входную динамическую емкость следующего каскада:

СН = ССИ +[СЗИ +СЗС(1+SRH )]СЛ +СМ .

Все три параллельных резистора в схеме (см. рис. 4.17) заменим эквивалентным сопротивлением RЭКВ и найдем выходное напряжение u2:

151

где ZН - параллельное соединение сопротивления RЭКВ и емкости СН.

Теперь коэффициент усиления каскада в области высоких частот будет

равен

где

K0 =SRЭКВ, τВ = СНRЭКВ.

Выражение (4.58) позволяет найти частотную и фазовую характеристики резисторного каскада на полевом транзисторе в области высоких частот:

Учитывая (4.61), выражение (4.58) можно переписать в следующем ви-

де:

Сравнение эквивалентных схем и выражений для частотных и фазовых характеристик резисторных каскадов на полевом и биполярном транзисторах

152

показывает, что эти характеристики будут отличаться друг от друга только численными значениями.

Такой же вывод можно сделать и в отношении переходных характеристик для области больших и малых времен, так как фазовые частотные и переходные характеристики жестко связаны между собой.

4.4. Широкополосные каскады и коррекция частотных характеристик

4.4.1. Общие положения

Под коррекцией частотных характеристик понимают действия, направленные на придание им специальной формы. Это могут быть в первую очередь действия, направленные на расширение частотной характеристики в область верхних и нижних частот. В других случаях на частотной характеристике приходится искусственно создавать подъем или спад с заданной крутизной в определенной области частот. Необходимые изменения частотной характеристики могут достигаться двумя способами: введением частотно-зависимой обратной связи или использованием частотно-зависимой нагрузки. Эмиттерная (истоковая) высокочастотная коррекция направлена на расширение частотной характеристики в область верхних частот и осуществляется за счет частотно-зависимой отрицательной обратной связи по току, последовательной по входу, создаваемой сопротивлением в цепи эмиттера RЭ (истока RИ) и подключенной параллельно ему сравнительно небольшой емкостью СЭ (СИ). Параллельная, последовательная и сложная высокочастотная коррекции также направлены на расширение частотной характеристики, но используют для этого частотные свойства нагрузки.

4.4.2 Влияние цепи Rэ,Cэ (Rи,Cи) на работу резисторного каскада

Сопротивление в цепи эмиттера так же, как и в цепи истока, ставится для задания рабочей точки и поддержания ее стабильности при воздействии различных дестабилизирующих факторов. Ранее уже было показано, что эти сопротивления приводят к появлению отрицательной обратной связи по току,

153

последовательной по входу, которая может значительно уменьшить (в F раз) коэффициент сквозного усиления (3.68).

Рис. 4.18

Для анализа влияния RЭ,CЭ на частотную характеристику каскада пересчитаем сопротивление ZЭ, состоящее из параллельного соединения RЭ и CЭ, в базовую цепь и рассмотрим эквивалентную схему рис. 4.18. Пересчет сопротивления ZЭ из эмиттерной цепи в базовую осуществляется умножением этого сопротивления на 1 + h21 (4.3). При этом сопротивление RЭ возрастает, а емкость СЭ уменьшается в 1 + h21.

Согласно второму закону Кирхгофа входное напряжение u1 (при условии, что С1→∞) будет распределяться по элементам последовательной цепи, состоящей из пересчитанных во входную цепь RЭ,СЭ, сопротивления rБ' и параллельного соединения С0 и rБ'Э. Напряжение uБ'Э, управляющее транзистором, а, следовательно, и коэффициент усиления каскада будут зависить от частотнозависимого сопротивления параллельного соединения элементов СЭ,RЭ.

На рис. 4.19, а представлена частотная характеристика каскада без обратной связи (RЭ = 0), ограниченная частотами fН (4.22) и fВ (4.31). При введении частотно-независимой ОС (RЭ ≠ 0, CЭ = 0) коэффициент усиления уменьшается, и изменяются граничные частоты. Нижняя граничная частота уменьшается, т.к. возрастает RВХТ (4.2), и соответственно растет входное сопротивление каскада RВХ (4.5). Естественно, рост входного сопротивления каскада ограничен величиной сопротивления RБ, поэтому при малых значениях RБ входное сопротивление изменяется незначительно и fН уменьшается слабо. Под влиянием от-

154

рицательной обратной связи верхняя граничная частота увеличивается (см рис. 4.19, б) примерно в F раз (3.68).

а(рис. 4.20). На этой схеме источник сиг-

бтивление емкости Сэ стремится к беско-

соединение RЭ,CЭ и вход транзистора, возрастает, растет входное напряжение и соответственно увеличивается коэффициент усиления. Частотная характеристика приобретает подъем на данном участке (частота f1 на рис. 4.19, в), который будет продолжаться до тех пор, пока сопротивление емкости Сэ не превратится в короткое замыкание по сравнению с остальной цепью (частота f2 на рис.4.19, в), подключенной к зажимам емкости (обратная связь полностью исчезнет).

Таким образом, частота f1 (на этой частоте глубина частотно-зависимой обратной связи начинает уменьшаться) может быть определена из равенства сопротивлений RЭ и емкости CЭ, а частота f2 (обратная связь исчезает совсем) -

155