Решение задачи №1

Решение будем производить последовательно для первой (рис. 1, а) и второй (рис. 1, б) схем включения транзистора.

Схема рис. 1, а представляет собой усилитель, собранный на полевом транзисторе с p-n-переходом, включенным по схеме с общим истоком.

Анализ схемы следует производить по эквивалентной схеме для переменного тока, приведенной на рис. 3.

Рис. 3. Эквивалентная схема усилителя с ОИ

Эта схема образуется из эквивалентной схемы транзистора (рис. 2) путем введения в нее внешних элементов R_з и R_н. Источник смещения Е_см в схеме не учитывается, поскольку он имеет низкое внутренне сопротивление и не оказывает влияние на прохождение переменной составляющей входного сигнала.

Коэффициент усиления по напряжению для данной схемы может быть определен следующим образом:

. (2)

Знак минус в формуле (2) указывает на то, что входное и выходное напряжения в схеме находятся в противофазе. Поскольку при параллельном соединении сопротивлений величина эквивалентного сопротивления будет меньше меньшего из них (R_н << r_c), можно упростить формулу (2). Получим:

K_U ≈ –Sr_i. (3)

Входное сопротивление на низких частотах создает только R_з, что видно из эквивалентной схемы. Следовательно, R_вх = R_з = 1 МОм для всех вариантов.

Выходное сопротивление схемы определяется параллельным соединением R_н и r_c. Учитывая замечание к формуле (2), имеем

R_вых = R_н//r_c» R_н.

Входная емкость устройства определяется из следующих соображений.

На рис. 3 представлены емкостные токи, которые на высоких частотах значительно превышают токи, проходящие через резисторы эквивалентной схемы и внутреннее сопротивление источника тока, поскольку они значительны по величине. Следовательно,

. (4)

Отсюда

. (5)

Таким образом, при включении активной нагрузки в стоковую цепь транзистора входная емкость усилителя увеличивается по сравнению с входной емкостью С_зи транзистора, что приводит к увеличению входной проводимости усилителя с ростом частоты.

Если необходимо учесть емкость монтажа С_монт, формула (5) преобразуется к виду

. (6)

Представленные выражения (3–5) позволяют рассчитать все требуемые параметры схемы.

Схема рис. 1, б представляет собой усилитель, собранный на полевом транзисторе с p-n-переходом, включенным по схеме с общим стоком или истоковый повторитель. Анализ этой схемы чаще всего проводят по эквивалентной схеме полевого транзистора, в которой выходная цепь моделируется не источником тока, а эквивалентным ему источником напряжения, ЭДС которого определяется по формуле

, (7)

где μ = Sr_c – статический коэффициент усиления полевого транзистора.

Схема замещения для данного способа включения приведена на рис. 4.

Рис. 4. Эквивалентная схема усилителя с ОС

Анализ схемы позволяет рассчитать требуемые параметры истокового повторителя по следующим уравнениям:

, (8)

R_вх = R_з, (9)

, (10)

. (11)

Из формулы (11) видно, что в схеме с общим стоком входная емкость много меньше, чем в схеме с общим истоком, что и предопределило область использования схемы в тех случаях, когда необходимо получить большое входное сопротивление схемы на переменном токе в широком диапазоне частот.

ЗАДАЧА №2

В усилителях на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером и общей базой (рис. 5) определить следующие величины:

· коэффициент усиления по току;

· коэффициент усиления по напряжению;

· входное сопротивление усилителя;

· выходное сопротивление усилителя.

Рис. 5. Усилители на биполярном транзисторе

Выбор рабочей точки не производить. Параметры транзистора, измеренные в схеме с общей базой, сопротивление в цепи коллектора, сопротивление генератора сигнала выбираются из табл. 3.

Таблица 3

Вариант	Тип транзистора	Параметры транзистора	Rк, кОм	Rг, Ом
h11б, Ом	h12б	h21б	h22б, 1/Ом
	ГТ109		0,15·10^–3	–0,95	0,5·10^–6	2,0
	ГТ109		0,15·10^–3	–0,95	0,5·10^–6	4,7
	ГТ115		2·10^–4	–0,97	1,0·10^–6	2,2
	ГТ115		2·10^–4	–0,97	1,0·10^–6	1,5
	МП40		1·10^–3	–0,95	0,3·10^–6	6,8
	МП40		1·10^–3	–0,95	0,3·10^–6	1,8
	МП25		5·10^–4	–0,96	1,2·10^–6	2,4
	МП25		5·10^–4	–0,96	1,2·10^–6	7,5
	МП114		4·10^–4	–0,95	1,0·10^–6	1,0
	МП114		4·10^–4	–0,95	1,0·10^–6	1,1

Дата добавления: 2015-06-04