Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) ( 65 ) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (65)

ной схемы питания. В этом уравнении приняты обозначения

А = (af-b)lcl (/ - av). B = (\-fh) (сI, (f-ajv)) -где a= I+С,Лз = 1 + 3/1; й = 1+G, J?4= Iс = аЛ4 + *Лз+а*Л.; d=l+GiR, = l+RjRi- f = bd+G,c+GiRt=bd+c/R, + Ri/Ri: Л = G, Лз + a (I + G, Л.) = Лз/Л,+a (1 + R./Rj).

После решения этого уравнения относительно l/gg и вычисления токов по формулам (5.13) можно найти

iKBCE+DUs, где C = (aajv-6)/(f-ajv); D = (1-а Л)/(/-«у).

Программа 219. Расчет статического режима биполярного транзистора для заданной схемы питания

П8 ИПЗ ИПЗ X ИП2 + 1п ИП1 + ИПЗ « П8 - хз ИП7 - х<0 01 ИПЗ ИП1 X е" 1 - ИП6 X ПА t ИПО X ПВ - П9 ИПЗ ИП5 X ИП4 + ПД С/П

Инструкция, (аг = РО, Л = Р1, АЕ+\=Р2, В = РЗ, С£=Р4, £)=Р5, /о=Р6, квадрат предельной абсолютной погрешности вычисления напряжения база -эмиттер е2 = Р7) U=PX В/О С/П РХ = РД = (;б, Р8 = эб, Р9=/б, РА=/э, РВ = /к.

В связи с приближенностью уравнений (5.13) и исходных даииых результаты вычислений по этой программе имеют невысокую точность, но для многих задач (например, для сравнительной оценки влияния параметров цепн питания иа изменения постоянных токов и напряжений на выводах транзистора) она„ оказывается достаточной.

Пример. Для Л» == 100 кОм, Л, = 20 кОм, Rg = 1 кОм, Rf = 1 кОм, Л5 = =50 кОм, Л.=0,5 кОм, Л = 39В~, ал-ст = 0,99, /„ = 0,01 мА, £ = -10 В прн а = 1,01, Ь= 1,05, с = 2,59025, d= 1,005, f= 1,117055; /1= 1,08525, \Е\А+ + 1 = 238,6921, В = -64,50334, С\Е\ = -3,943174, D = -0,5855535, е = 0,001, БЭнач = 9 получим (/«20 с ) t/эБ =0,139 В, = -4,025 В, /э=2,287 мА, /к = 2,265 мА, /б = 0,0022 мА.

Результаты вычислений по этой программе .можно также использовать для ориентировочного вычисления проводнмостей транзистора по программе 217 в расчетной рабочей точке.

Мощность, потребляемая от источника питания,

Ро = ((/эЛ. + {/эб)/2--/э)£. (514)

где все величины приняты положительными независимо от типа транзистора и полярности иапряжеинй питания.

Стабильность режима питания в рассматриваемой обобщенной схеме повышается при увеличении глубины обратной связи по постоянному току. Эту стабильность можно оценить по чувствительности 5к(В) тока коллектора к изменениям статического коэффициента уснлеиня тока, равного отношению токов, устанавливающихся в зависимости от параметров цепн питания В=1к/1, н отличающегося от параметра Л12Б, измеряемого прн фнкснроваииом напряжении на коллекторе. Для этого по уравнению Кирхгофа, связывающего токи




и напряжения в статическом режиме (исключая напряжение t/s, мало влияющее на изменение тока коллектора в рабочей области статических характеристик),, примем /к=В/б(7к), откуда получим

S„ (В) = Bd ZKdB = 1/(1 +/к/Б (1 + /(3 G,+R,G,(l+R3 G,) +

+ (R* + R» + r4 R» 0,) (Gi-f G5 +Gi G, Лз)))), где С,= 1/Л,; G2=l/i?2; Gb = llR>.

По этой формуле можно определить чувствительность 5к(В) для любой схемы питания биполярного транзистора, полученной из рассматриваемой обобщенной схемы питания, размьисая, например, сопротивления Ri (Gi=0), Ri (G2 = 0), Rs (G5=0) и короткозамыкая некоторые остальные. При синтезе цепи питания, обеспечивающей требуемый режим, на все или некоторые сопротивления накладываются ограничения, связанные с их влиянием на усиление сигнала. В усилителях малых сигналов, предназначенных для работы в линейном режиме, чаще всего используют схему питания (рис. 40,а-в), обеспечивающую достаточно высокую стабильность рабочей точки вследствие отрицательной обратной связи последовательного типа через сопротивления Ri и r2. В наиболее распространенной схеме включения транзистора с общим эмиттером (рис. 40,а) для устранения обратной связи на частоте сигнала сопротивление Ri щунтируют конденсатором большой емкости, а в /?С-уснлителях цепи питания транзисторов изолируют разделительными конденсаторами на входе и выходе, причем входной конденсатор обычно относят к схеме предыдущей ступени усиления.

При расчете рассматриваемой схемы питания задаются сопротивлением Ra, шунтирующим нагрузку ступени усиления, и сопротивлением r2, уменьшение Которого повышает глубину обратной связи по лостояниому току и стабильность режима, но уменьшает усиление ступени и увеличивает мощность потребления. Значения остальных сопротивлений при заданном режиме питания транзистора и напряжения источника Е вычисляют по формулам Ri-(E - IgRj - кэ)/(Б"Ь + /к) Ri = (E - бэ ~ э<)/((э4 + Бэ)/2+ б)- При этом мощность потребления в рассматриваемой схеме питания определяется формулой (5.14), а чувствительность SK(S) = l/(l-t-/K/?4(Gi-f Gj) 3(l-(-(Gi-t-G2)/? )).

Выбрав исходными напряжения и Уэ. сопротивления и Ri ре-

зисторов я параметры /о, аяст«Л21Б и Л модели Эберса-Молла для бн-



полярных транзисторов, можно определить все остальные величины по приведенным формулам и уравнениям (5.13).

Программа 220. Расчет стандартной схемы питания биполярного транзистора

ПЗ <-» П7

ПА ИП5 X

- ИПА ~

4- ИПА +

ИП6 ПВ П4 ИПЭ

ИП2 1/х + X ИПС -

ИПА ИПВ ИП4

ИПЭ ИПА

ИПВ ИПЗ X

ПД ПС

ИП7 + ИПЭ ИПС

1 +

ИПО X

- ИПЗ ПС ИП2

- ИПС П1 1/х

Инструкция, (/о = РО, Л, = Р2, Лз = РЗ, ajv ст = Р5, Л = Р6, Е = РЭ) г/вэ = PY, = РХ в/о С/П РХ = Sk(B), pi = Р4 = Rt. PA = /3, РВ = = 1, PC = /б, РД= Яо(«25 с).

Пример. Для /„ = 0,02 мА, Яг = 5 кОм, Лз = 7 кОм, «д,.. = 0,95, Л = =39 В~ Бэ = В, бкэ = 2 В, £ = 9 В получим 5к(В) «0,00673, R й:46,1 кОм, R58l Ом, 1=0,968 мА, /»0,919мА, /б«0,048 мА, Яо«9,9 мВт

Рассмотренные формулы и реализующие их программы пригодны для расчета статического режима и для других схем включения транзистора на частоте сигнала, но в этом случае изменяются требования к значениям сопротивлений резнстивных ветвей цепи питания. Прн включении транзистора на частоте сигнала по схеме с общей базой (рис. 40,6) в ЛС-усилителях сопротивление Л4 шунтирует вход усилителя, а увеличение сопротивлений Ri и Rz снижает потребляемую мощность, но уменьшает и стабильность статического режима в связи с уменьшением глубины обратной связи по постоянному току. При включении транзистора по схеме с общим коллектором (рнс. 40, в) сопротивление в цепи коллектора короткозамкнуто и в приведенных выше формулах н программе 220 следует принять Лз = 0. В этом случае при уменьшении сопротивления Rz стабильность режима питания повышается, но снижается входное сопротивление. Иногда сопротивление R2 исключают, что приводит к снижению стабильности режима питания вследствие разрыва цепи обратной связи (если она не замыкается через источник сигнлли).

Пара.1лельиая обратная связь снижает входное н выходное сопротивления усилителя прн включении транзистора по схеме с общим эмиттером, но может оказаться приемлемой прн включении транзистора на частоте сигнала по схеме с общей базой. Иногда используют комбинированную схему питания с параллельной и последовательной обратной связью (рис. 41), получающуюся из обобщенной схемы питания при l/Ri=Q. В этом случае мощность потребления определяется формулой (5.14), а постоянные токи и напряжения связаны системой из 4 уравиеинй (5.13) и уравнений




(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) ( 65 ) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100)