Ек - кэп ~Ь Лшк ~\~ Uэ

где

(2. (2..

При определении величины с/эп исходят из следующих сообр жений. Повышение напряжения U3n сказывается на увеличении те пературной стабильности режима покоя каскада, так как при эт сопротивление R3 получается больше и тем самым увеличивает глубина отрицательной обратной связи по постоянному току в ка каде. Однако при этом необходимо повышать напряжение питан £к схемы. В соответствии с указанным величину U3n выбирают ра ной (0,1-5- 0,3)£ .

С учетом выражения (2.8) получаем

кэп ~г~ кпк 0,7 -~0,9

(2.1:

Сопротивление R3 находят из отношения

Ra = эпкп-

При расчете элементов входного делителя следует исходить таких соображений. С точки зрения температурной стабильности режима покоя нужно, чтобы изменение тока базы покоя /бп (всле ствие температурной нестабильности напряжения £/бэп) слабо отр жалось на изменении напряжения U6n.

Для этого требуется, чтобы ток делителя /д, протекающий чер* резисторы Ri и R2, превышал ток /бп через резистор Rt. Однако пр условии /д^/бп сопротивления Rx и R2 получаются малыми и ок зывают сильное шунтирующее действие на входную цепь транзит тора. Поэтому при расчете элементов входного делителя вводят о раничения:

#6 = #ill#2 = (2-5-5)rBX, /д = (2-5)/бп,

(2.1 (2.13

где гвх - входное сопротивление транзистора, характеризующее со ротивление цепи база - эмиттер переменному току (гвх = Ас/бэ/А/б1 Соотношение для расчета сопротивлений Ri и R2 получаем й схемы рис. 2.4:

/л

иЪз

1д + hn

(2.1 (2.18!

Тип транзистора выбирают с учетом частотного диапазона работ каскада (по частоте fa или fp), а также параметров по току, напря; жению и мощности. Максимально допустимый ток коллектора тра зистора /к.доп Должен быть больше наибольшего мгновенного зн чения тока коллектора в каскаде, т. е. /ктах = /кп + /кт < /к.до.

9 5 а)- Транзистор по напряжению обычно выбирают с учетом Отношения Um. до >£к- Мощность Рк = UauIKn, рассеиваемая в

пекторном переходе транзистора, должна быть меньше максималь-к0Л 0ПуСТИмой мощности Як.доп транзистора. Кривая предельно до-Н° тимой мощности представляет собой гиперболу, для каждой точки которой UK9IK = Рк.доп (рис. 2.5, а).

Таким образом, расчет каскада по постоянному току решает за-выбора элементов схемы для получения в нагрузке необходимых Параметров выходного сигнала.

Важными показателями каскада являются его коэффициенты усиления по току Ki, напряжению Ки и мощности Кр , а также входное #вх и выходное #вых сопротивления. Задача определения этих показателей решается при расчете усилительного каскада по переменному току. Метод расчета основан на замене транзистора и всего каскада его схемой замещения по переменному току. Схема замещения каскада ОЭ приведена на рис. 2.6, где транзистор представлен его схемой замещения в физических параметрах

(см. рис. 1.29, б). Расчет по переменному току можно также вести, используя схему замещения транзистора в h- параметр ах.

Расчет каскада производится для области средних частот, в которой зависимость параметров от частоты не учитывается, а сопротивления конденсаторов в схеме равны нулю и на схеме рис. 2.6 не показаны. По переменному току сопротивление источника питания равно нулю, в связи с чем верхний вывод резистора Rx на схеме замещения связан с выводом эмиттера. Входной сигнал, как и ранее, принимается синусоидальным. Токи и напряжения в схеме характеризуются их действующими значениями, связанными с амплитудными значениями коэффициентом 1/1/2

Рис. 2.6.

тельного

Схема замещения усили-каскада ОЭ в физических параметрах

Его

Опреде,

лим

входное сопротивление каскада RB

находят из параллельного соединения сопротивлений R ь R2 и

сопротивления гвх входной цепи транзистора

Я = tfi II Я. II г . (2Л6)

чеоеЛЯ опРеделения сопротивления гвх выразим напряжение и6э Р з ток /б. Поскольку внутреннее сопротивление источника тока рус (рис. 2.6) велико, а гк(!

XI9)

+ RK II Rh гэ> имеем

ила

U63 = 1ъ{гъ + (1 + $)ra

(2.17)

Поделив левую и правую части уравнения (2.17) на ток /6, пах

дим

гъ +(1 +Р)г8.

(2.1

Подсчитав в первом приближении RBX по величине гВх с учет, возможных значений гб, J3 и гэ, указанных в § 1.3, и условия Rt R2 > (2-г- 5)гвх, получаем, что входное сопротивление каск ОЭ не превышает 1-3 кОм.

Для определения коэффициента усиления каска по току Ki - fJKx выразим ток /н через /вх. С этой целью вг чале определим ток /б через /нх:

При определении тока /н через /б можно не учитывать сопрог ление гэ, весьма малое по сравнению с сопротивлениями элемен выходной цепи:

С учетом выражения (2.19) имеем

к о) II R* II Ян

и

(2.5

Подставив полученное соотношение в выражение для коэффи~ ента усиления по току, находим

Як Ян

Видно, что коэффициент Hi пропорционален коэффициенту р1 тр зистора и зависит от шунтирующего действия входного делител значений сопротивлений RK, RH. Соотношение (2.22) подтверж сказанное ранее о необходимости выбора Ri R£> гвх и выполне условия /? > RH. Для ориентировочной оценки К./ можно прин вх вх и (э) /?к II/?а- Тогда выражение (2.22) принимает

/С/ Р

Як II Яв Ra

Таким образом, каскад ОЭ обладает довольно значительным : эффициентом усиления по току, стремящимся в пределе при Ra~ к коэффициенту передачи тока транзистора р\

Коэффициент усиления каскада по н а п р я нию Ки = с7ВЬ1х/£г можно найти, выразив напряжение на нагр через ток нагрузки Ug = /Е/?н, а напряжение источника - че входной ток каскада: