В

Рнс. 10.17. Эквивалентные схемы каскада для области средних (а), нижних (б) и верхних

(в) частот

Эквивалентные схемы каскада для областей средних, нижних и верхних частот показаны на рис. 10.17, а в табл. 10.1 приведены основные расчетные соотношения.

Таблица ЮЛ. Основные расчетные соотношения резистивно-емкостного каскада

Параметр

Область средних частот (рис 10.17, а)

Область иижиих частот (рис. 10.17, б)

Область верхних частот (рнс. 10.17, в)

Частота

Коэффициент усиления

Фазовые сдвиги

Частотные искажения

Постоянная времени

/(1/0)5+Тк) Тб

ф = 0

М„= I

и /KVe

yi + (1/ю„тв) Фи = arctg 1/(в„Тб

Л^и = К' + (1/ и-Гб) Тб С„ X

в К^Б

у (1+т'-)(1+(в;тк) Фв = -arctg X

1 - ПКОдТ^

Величины резисторов Rg, R1, R2 резистивно-емкостного каскада (рис. 10.1) определяются требуемым режимом по постоянному току (значениями > бэо' кэо' о> эо)

/?э = (Я-/о/?к-КЭо)/эа; Ri=(E-!9oR9)/fi< 2 = (£бэо + эо%)/2;

h = h + /б;

эо = V

Величиной тока /, задаются (/, / ). Чем больше /j, тем,выше стабильность и ниже к. п. д. каскада. Зная R, R, R, определяют коэффициент стабильности 5<

1 + RgJRi + Rg/R,

Стабильность тем выше, чем ближе St к единице (реальные значения St 2 ... 4).

Емкость конденсатора в цепи эмиттера выбирают из соотношения

Сэ> ,г%-= (10.9)

а) К<э-1

где - коэффициент частотных искажений в области нижних частот, обусловленный действием цепи CR.

Суммарный коэффициент частотных искажений, обусловленный действием разделительной (Ср) и эмиттерной (Сд) цепей, равен

Выбор транзистора при расчете каскада производят в первую очередь по заданному усилению. В тех случаях, когда основной нагрузкой резнстив-ио-емкостного каскада является входное сопротивление такого же каскада, пригодны транзисторы, для которых выполняется условие

So>(l,2... 1.5)/о^и (10.10)

или

s = s /gii>(i,2... 1,5) л: .

Усиление каскада в этом случае определяется только параметрами транзистора, практически не зависит от элементов схемы и обычно составляет /Со 20...30 дБ.

Очень важны при выборе транзистора его частотные свойства. Желательно, чтобы выполнялось условие

m = fjfs<0,2. (10.11)

В выбранном транзисторе напряжение на коллекторе не должно превышать предельно допустимого значения. Если заданы условия работы с большими температурными перепадами, предпочтительнее кремниевые транзисторы. Выбранный транзистор должен работать в линейном режиме и не перегружаться прн максимальном уровне входного сигнала.

В тех случаях, когда транзисторный каскад возбуждает усилитель, выполненный на полевом транзисторе, илн работает на другую высокоомную нагрузку (/?5S к^ в приведенных в табл. 10.1 формулах следует считать

Ч Ср/?Б5:; l/s-G,x+l/%

Чаще всего I/Gbx Rc К' ( ориентировочных расчетов принимают R R,

2Ъ

Для расчета каскада на полевом транзисторе пригодны формулы табл. 10.1 и (10.3 . . . 10.6), в которых следует заменить R на Rq, R на R, Tj на Tq =

= CoR, где C = C,, ПТ1 + вх ПТ2 + С„о„т. б а Тд = Ср(У?з+--pJ

Ср/?з и считать = О и m = 0.

При отсутствии конденсатора Cq (Cjj) возникает последовательная отрицательная обратная связь по току, вследствие которой уменьшается усиление, а входное и выходное сопротивления возрастают.

Для ориентировочной оценки пригодны соотношения:

вхр вх (1 + /*Го э/%);

вь,хЭ-вых(1+0э/?2)-

Для расчета каскада с эмиттерной нагрузкой (рис. 10.3), полагая S= К.д и считая проводимость нагрузки равной = 1 ?э +/ Со, получают следующие соотношения:

К чых к у ьКэ .

Э ц 5 /?э + (1 +/(огэ) (1 +/т)

\/(SoR., + 1 - (отТэ)2 + ((отэ + т) 1 l+SgRj {l+SgRgj

(10.12)

где

Фэ = arctg,

вхэ и/(1 + Ю;

выхЭ 5г1[1-и/(> + Ке)1.

/С = 5/К„. Тэ = С„% = /s- (10.13)

Приведенные формулы применимы также для каскада, выполненного на полевом транзисторе, если принять m = О, R = Ry.

Выбор транзистора и начального режима каскада с разделенной нагрузкой (рис. 10.14) производится так же, как для резистивно-емкостного каскада. Для этого каскада

1 = ip- = -Кдг/и + i ( отз- 1/о)т„)];

= = А' 2 (1 + /(OTi)/[l + / ((0Т3 - 1/(от )],