Расчёт рабочей точки электронной лампы
Однако строгое решение слишком сложное. Задачи упрощаются если считать (при ); в этом случае входное сопротивление очень велико и , то есть следует рассматривать только выходные характеристики. Аналогичная ситуация возникает и у полевого транзистора.
Подобное упрощение можно сделать и для биполярного транзистора, там можно положить напряжение база-эмиттер В, поскольку входящие характеристики мало зависит от .
Малый сигнал – величина амплитуды переменного тока пренебрежимо мала по сравнению с токами и напряжениями в рабочей точке.
§5Нелинейные двух - и трёхполюсники в режиме малых колебаний.
Формально можно разделить на цепи переменного и постоянного тока, но надо следить, чтобы в не было постоянной составляющей.
если и малы, можно разложить в ряд
- это дифференциальное сопротивление диода
Малость параметра понимается в смысле:
Вообще говоря, всегда находятся токи , при которых неравенства выполняются, тогда схема для переменного тока становиться линейной
- дифференциальное сопротивление в рабочей точке
пусть в режиме покоя
разложим в ряд по двум переменным
это вещественные дифференциальные или малосигнальные параметры.
далее индекс m отбросим
При быстрых изменениях проявляются инерционные свойства и вместо будет
Как найти покажем дальше
Применяются и другие формы уравнений
Комплексные коэффициенты обозначим:
Вспомним связь Y и Н параметров (g и h)
§6 Малосигнальные параметры электронных ламп и транзисторов.
1) Ламповый триод.
при редко используют
- внутренняя проводимость элемента
- матрица схемы с общим катодом
эти характеристики практически аналогичны полевому транзистору
2) Полевой транзистор схема с общим истоком (ОИ) (КП 302).
С р-n переходом канал n-типа
для ламп и полевых транзисторов используют проходные характеристики.
S-производная от - крутизна
3) Биполярный транзистор схема с (ОЭ) (КТ315)
в отличие от предыдущих случаев присутствует
то есть и , но при напряжении питания
характеристики практически сливаются очень мало по сравнению с другими
напряжение растёт, ток падает
Обычно на практике имеют дело не с Y, а с H параметрами
- коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ
тогда самый малый параметр
для биполярного транзистора
для полярного транзистора и ламп
Таблицы Y и Н параметров.
Тип Лампы Полярный транзистор Биполярный транзистор g Триод Пентод , , h БПТ
§7 Усилитель с общим эмиттером (НЧ без инерционности).
НЧ параметры вещественны, режим установившийся - малосигнальный, для переменных составляющих используем метод комплексных амплитуд.
новые обозначения: S-крутизна, внутренняя проводимость
а) Определим Y(g) параметров (малосигнальных)
графическое см. выше и аналитическое (ниже)
( -1) V = -тепловой потенциал
- обратный ток эмиттерного перехода-справочник.
80-200 в (кремний)- потенциал или напряжение Эрли
б) Определение основных параметров усилителя. Также два варианта графический и аналитический .
1) Аналитический можно по формулам или по эквивалентным схемам
с двумя зависимыми источниками
с одним зависимым источником
полагая можно упростить схему
100 1000 (реальный поменьше)
- коэффициент усиления тока
г) Графический расчет.
схема с общим катодом, истоком аналогично
§8 Выбор рабочей точки.
оптимально, когда искажения сверху и снизу появятся одновременно, следовательно рабочая точка на середине линейного участка
§9 Усилитель с общей базой.
Рассмотрим матрицу с неопределенными
теперь необходимо переставить компоненты в определен-
как у ОЭ (с точностью до знака)
большое выходное сопротивление аналогия с генератором тока .
Схема с О .Cеткой, О.затвором аналогично
Схема с общей сеткой Схема с общим затвором
§10 Усилитель с общим коллектором
из неопределенной матрицы
(знак также напр. тока)
эквивалент по выходу источника напряжения
ОЭ ОБ ОК
§11 Цепи питания усилителей от одного источника.
1) Стабильные током базы
стабилен, не зависит от
- не пустить через
-не пускать через выход при
ток через источник источника
2) другой вариант стабильные
стабильное напряжение на базе
Недостаток уменьшает входное сопротивление и полезный сигнал
ПТ
§ 12 Термостабилизация рабочей точки .
Токи в БПТ зависят от благодаря тепловому току неосновных носителей.
Если ключ разомкнут
обратный ток коллекторного перехода
- обратный ток кол.-эмит. при ;
и - удваивается при повышение на ;
абсолютное значение больше для германиевых транзисторов.
Коэффициент температурной нестабильности.
в схеме с ОБ N=1 в схеме с ОЭ
c надо понизить Uб и вернуть
для постоянного тока
Рассмотрим эту схему по постоянному току воспользовавшись Т.Э.Г.
- логично, но лучше потом
Реально в несколько раз, но это не мешает
уменьшить сильно нельзя, т.к. падает
термостабилизация с помощью ОС по U
Возможна комбинированная схема Для схемы с ОБ
В ОК уже есть Rэ!
Источники стабильного тока
§13.Параметры полевых и биополярных транзисторов на В.Ч.
Экв. схема с одним зависимым Сравнивая
мб<0 ,ТОГДА -отдаёт энергию - генератор - усилитель может самовозбудиться, т.о.:
2)склонность к самовозбуждению.
Для расчёта характеристик усилителя можно пользоваться эквивалентной схемой:
Считая влияние мало
Точный учёт всех факторов сложен. Лучше всего это позволяет т.н. эквивалентная схема Джимколетто, то она сложна. Обычно ёе пересчитывают к виду (аналогичному выше ).
В справочнике даётся
считаем, что -верхней частоты усиливаемого диапазона и
экв. схема Джиаколетто
(в новых до 0,03пФ)
Пересчитав эту схему в Y параметры, получим следующие результаты
Это без учета реактивностей
§14 Резисторный усилитель
Основная схема усилителя частот от единиц герц до сотен килогерц
как правило, входит в состав многокаскадного усилителя
строится по схеме с ОЭ. Питание всех каскадов осуществляется от общего источника, смещение в каждом каскаде своё.