Параметры усилителя ОЭ в области средних частот

Основные параметры усилителей на БТ.

Взаимосвязь моделей

	ОБ
h11э = rб + rэ(1+b)	rэ + rб (1+a)
1/h22э = rэ+ rк* @ rк*	rк
h21э = b	a
h12э = rэ/(rэ + rк*) = rэ/rк*	rб/ rк

Для любого усилителя переменного тока частотную область работы можно разбить на 3 участка:

1. НЧ к(w) = ¯ при w¯ сказывается влияние разделительных и блокирующих реактивных элементов.

2. СЧ к(w) @ const когда можно пренебречь влиянием реактивных элементов

X_с1,с2,сэ Þ 0

3. ВЧ к(w) = ¯ при w­ начинает влиять быстродействие транзистора, емкость нагрузки, емкость монтажа и др. «паразитные» реактивные элементы.

Эквивалентная схема усилителя ОЭ в области СЧ

I₁ = i_вх; U₁ = U_вх; I₂ = -i_вых; U₂ = U_вых

K_i – коэффициент усиления по току;

К_u – коэффициент усиления по напряжению;

R_вх – входное сопротивление;

R_вых – выходное сопротивление.

R_б* = R_б (когда оно одно на входе)

R_б* = R_б1|| R_б2 (когда стоит базовый делитель)

R_б*>> h_11э поэтому первоначально R_б можно не учитывать

R_к – учтем в нагрузке, т. е.

R_н Þ R_кн = R_к||R_н

К_I = I₂/I₁ = i_вых /i_вх

К_I = h₂₁/(1+h₂₂*R_кн)

Как правило 1/ h₂₂>> R_кн Þ К_I @ h₂₁ = b усилитель ОЭ усиливает по току

R_вх = U₁/I₁ = U_вх/i_вх = h₁₁ + h₁₂К_I R_кн @ h₁₁

Учитывает влияние внутренней обратной связи транзистора.

h₁₂ ~10^-2¸10^-4 для ОЭ

10^-3¸10^-5 для ОБ

K_u = U₂/U₁ = U_вых/U_вх = (i_вых R_вых)/(i_вх R_вх)=K_I*(R_вых/R_вх)

R_вых = U_вых^хх/i_вых^кз

1/R_вых = h₂₂ – h₁₂*h₂₁/(R_г + h₁₁)

В общем случае входное и выходное сопротивления усилителя зависят как от самого усилителя для R_вх = h₁₁ для R_вых = 1/h₂₂, так и от нагрузки для R_вх = R_кн, для R_вых = R_г.

На практике выполняется условие:

h₁₂*h₂₁<<1 Þ 1/ R_вых @ h₂₂

тогда K_u @ b*(R_кн||1/h₂₂)h₁₁

Если R_б сравнимо с h₁₁, то оно учитывается как:

R_вх = h₁₁||R_б

Если R_к мало, то оно учитывается как:

R_вых = 1/h₂₂||R_к

K_I @ b; K_u = b*(R_к/h_11э)

R_вх @ h_11э; R_вых @ R_к

Усилитель ОЭ в области нижних частот. Влияние разделительных емкостей

h₁₂ ® 0

Эквивалентная схема усилителя ОЭ с учетом С₁ и С₂

На НЧ: к = к(w) Þ var Þ на НЧ появляются линейные частотные искажения.

М(w) = к₀/к(w) – коэффициент частотных искажений, где

к₀ – коэффициент усиления на СЧ;

к(w) – текущее значение коэффициента.

R_вх = h₁₁||R_б

R_вых = R_к||1/h₂₂

е_вых = h₂₁*i_вх*R_вых

На входе усилителя и на выходе имеет место частотно-зависимый делитель напряжения, образованный С₁ и R_вх и С₂, R_н, R_вых.

U_вх’(w) = (е_г’*R_вх)/(R_г + R_вх + 1/jwC₁)

i_б @ i_вх = U’_вх/h₁₁

U’_н(w) = (е_вых’*R_н)/(R_вых + R_н + 1/jwC₂) = (h₂₁* R_нэкв*i_б)/(1+1/ jwC₂(R_вых + R_н))

K_u’(w) = U’_н/ U_вх’ = (h₂₁*R_вх* R_нэкв)/(h₁₁(R_г + R_вых + 1/jwC₁)(1+1/ jwC₂(R_вых + R_н)))

R_нэкв = R_вых|| R_н

K_u’(w) = К_u0/((1 + 1/jwt₁) (1 + 1/jwt₂))

t₁ = (R_г + R_вх)C₁ – постоянная времени входной цепи

t₂ = (R_вых + R_н)С₂ – постоянная времени выходной цепи

К(w) =

М_н(w)- коэффициент частотных искажений на низких частотах

М_н(w) = = М_н(С₁)*М_н(С₂)

М_н^дбS = М_н^дб(С₁) + М_н^дб(С₂)

Частотные искажения от разделительных элементов складываются (в дб). С₁ и С₂ выбираются исходя из допустимых частотных искажений на нижней частоте f_н.

Суммарное допустимое М_н обычно равномерно распределяется по элементам.

Если М_н^S = 3 дб, то М_н (С₁) = 1,5 дб; М_н (С₂) = 1, 5 дб.

Выбор С₁ и С₂

С₁ ³

R’_вх = R_вх + R_г

С₂ ³

R’_вых = R_вых + R_н

Учет влияния С_э

Эквивалентная схема входной цепи с учетом С_э

е’_вх – эквивалентная входная ЭДС

R’_выхэ – выходное сопротивление усилителя со стороны эммитера

R’_выхэ = R_э||R_вых^ок

R_вых^ок = (R_г||h₁₁ + h₁₁)/(h₂₁ + 1)

t_сэ = R’_выхэ*С_э

С_э ³

М_н^дбS = М_н^дб(С₁) + М_н^дб(С₂) + М_н^дб(С_э)

Влияние разделительных емкостей и блокирующих носит дифференцирующий характер на НЧ, когда f < f_н.

С уменьшением f частотные искажения M_н (w) увеличивается, а к(w) падает.

Дата добавления: 2014-01-07