Главная Операционные усилители





4"


Phc. 4.7. Простое смещение (a); смещение через коллекторную цепь (б); смещение с помощью делителя напряжения (в).

от 1,5 до 28 В. Наиболее распространены значения 12 и 28В. Такие предельные значения просто общеприняты, и конечно, вы можете встретить транзисторные схемы, в которых потенциалы будут выше или ниже, чем указанные здесь пределы.

На рис. 4.7 показаны три метода смещения перехода база - эмиттер за счет одного источника питания Vcc и резисторов. В каждом из примеров через Rk обозначена нагрузка в цепи коллектора, через R - резистор в цепи базы и через R3 - резистор в цепи эмиттера. Приведенные формулы дают хорошие приближения только в диапазоне частот до 100 кГц и ниже. На более высоких частотах точность несколько ухудшается, точнее ухудшается сильно.

Схема на рис. 4.7,а представляет собой пример простого метода задания смещения с помощью резистора, при котором резистор смещения базы подключается непосредственно к источнику питания Vcc (+). Выходное сопротивление приблизительно равно сопротивлению резистора в коллекторной цепи Rk. при условии что сопротивление источника питания не превышает Vio сопротивления Rk на самой низкой рабочей частоте.

Входное сопротивление может быть достаточно высоким, порядка произведения коэффициента усиления р на сопротивление резистора в цепи эмиттера, т. е.

Z,.-=RsK. (4.14)

В схеме этого типа усиление можно определять по двум величинам- по напряжению и току. Коэффициент усиления по току-это просто коэффициент р, который в технических условиях



на транзистор обозначается обычно как hfa. С другой стороны,, коэффициент усиления по напряжению определяется следующим образом:

A,==RJijjR,. (4.15>

Во всех примерах наличие резистора в цепи эмиттера Rs необязательно, но его присутствие позволяет увеличить температурную стабильность схем. К сожалению, этот резистор также понижает коэффициент усиления. Конструкторы должны выбирать такое сопротивление Rs, которое могло бы быть компромиссом между требованиями температурной стабильности и усиления. Обратите внимание, что Rs входит в знаменатель уравнения (4.15), значит коэффициент усиления будет тем меньше, чем больше сопротивление Rs. Обычно R имеет сопротивление в пределах между 50 Ом и 5 кОм, но при любом значении должно выполняться условие:

</?з<4<-. (4.16>

Очень распространено значение RJIO, кг тому же его легко подсчитать в уме.

Значение сопротивления Rk вычисляется таким образом,чтобы обеспечивалось нужное напряжение на коллекторе и ток коллектора нужной величины. Обычно для большинства усилителей напряжение между коллектором и землей устанавливают приблизительно равным Vccl2.

Для тока коллектора можно выбрать любое удобное значение, и не обязательно максимальное. Следует принимать во внимание не только максимальный ток коллектора, указанный в технических условиях, но и мощность, которую рассеивает кол-летор (Рр). В общем

(max) кэ (max) = -р (max)- (4-17)

Максимально допустимый ток коллектора может быть меньше указанного в технических условиях, так как произведение максимально допустимого напряжения на максимальный ток коллектора часто больше, чем максимальная рассеиваемая мощность. Максимально допустимый ток коллектора, который мы обозначим через /к, определяется следующим образом:

/к = . (4.18)

кэ (max)

где Рр - максимальная мощность рассеяния коллектора, Вт; Укэ - максимально допустимый потенциал коллектора; /к - максимально допустимый ток коллектора.

Сопротивление резистора в цепи базы определяется величиной требуемого тока базы. Проще всего определить величину



этого тока с помощью следующего приближенного выражения:

/б = /к/%. (4-19)

Коэффициент hf определяется в технических условиях на используемый транзистор. Мы сначала определим ток коллектора, а зная его, вычислим падение напряжения на сопротивлении эмиттера:

Уз = /к?з. (4.20)

Падение напряжения на Re приблизительно равно

V,-{V,, + V,). (4.21)

Величина Убэ составляет около 0,6 В для кремниевых транзисторов и 0,2В для германиевых. Тогда по закону Ома сопротивление резистора в цепи базы определяется следующим выражением:

R,=}Iiz(Xl±m, (4.22)

Подставляя выражения (4.19) и (4.20) в (4.22), получим

hfs[Vcc-(V6B + !KRS /4 24)

Хочу подчеркнуть, что эти выражения являются приблизительными. Если провести аналогию с баскетболом, они позволяют попасть в щит, но необязательно в сетку. Следует собрать схему на макете или на прототипе шасси и отрегулировать величины так, чтобы результаты стали ближе к нужным.

Схема на рис. 4.7,6 представляет собой вариант схемы на рис. 4.7, а, но здесь резистор базы подключен к коллектору, а не к источнику питания Vcc Параметры этой схемы в основном такие же, как и у схемы на рис.4.7, а, но говорят, что в результате другого подключения резистора базы стабильность этой схемы выше. Имейте в виду, что величину Vcc в уравнении (4.24) следует заменить более низким потенциалом той точки коллектора, к которой подключается резистор Rk. Этот потенциал равен

(Vcc-IkRs).

В схеме, показанной на рис. 4.7, в обеспечивается, наверное, самая высокая температурная стабильность, правда за счет некоторого уменьшения входного сопротивления. Для этой схемы

2вх = б2(ЭД. (4.25)

в то время как выходной импеданс остается равным Rk.



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126


0.0089