>
Зіставлення даних аналітичного розрахунку і результатів моделювання дано в таблиці 4.
теоретіческімоделірованіе, мАотклоненіе від номіналу,%, мАотклоненіе від номіналу, %451*10-140.14.0-4.410900.5*10-140.054.1844.561422.52*10-140.23.6884.0724510*10-140.14.1844.5614Таблица 4. Дані до вивчення впливу зміни параметрів транзистора на роботу підсилювача
Аналіз результатів моделювання роботи схеми на постійному струмі
Результати аналітичного розрахунку практично збігаються з результатами моделювання. Різниця між ними не перевищує 11%. Наявність цих розбіжностей пояснюється наступним:
при аналітичному розрахунку не враховувався зворотний струм колекторного переходу;
в процесі аналітичного розрахунку не враховувався опір базової області транзистора і ефект модуляції бази (ефект Ерлі);
відсутні детальні описи алгоритмів, що використовуються програмою Electronic Workbench, що ускладнює усвідомлене завдання численних параметрів і потенційно є джерелом помилок.
Визначення малосигнальних параметрів схеми
При аналізі змінних складових сигналу використання нелінійної моделі Мола-Еберса для опису роботи транзистора не має сенсу, так як зв'язок між малими приростами визначається не самими функціями, а їх похідними. Тому для аналізу змінних складових користуються спеціальними - малосигнальная моделями, що складаються з лінійних елементів.
Щоб отримати малосигнальная модель (рис. 6) підсилювача (рис. 1), необхідно транзистор VT1 замінити малосигнальної Т-подібної схемою і врахувати, що висновки, підключені до шини харчування, завжди мають постійний потенціал, що еквівалентно їх заземленню на змінному струмі.
Рис. 6. Малосигнальная схема підсилювача
Далі для простоти будемо вважати, що опір досить велике (НЕ шунтирует генератор струму). Тоді його можна виключити зі схеми.
Конденсатори,, мають великий опір на низьких частотах, що призводить до спаду амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) підсилювача в області низьких частот. Шунтуючі дію конденсаторів, проявляється на високих частотах і призводить до спаду АЧХ в цій галузі. Як правило, в області середніх частот АЧХ підсилювача йде горизонтально - це дозволяє сказати, що в даній частотній області жоден з конденсаторів не робить істотного впливу на проходження сигналу. Тому, для різних частотних областей можна будувати окремі малосигнальний схеми, простіші, ніж універсальна (рис. 6).
Побудуємо малосигнальная схему підсилювача для області середніх частот. Як було сказано, в цій області частотної області не один з конденсаторів в схемі рис.6 істотно не впливає на проходження сигналу, тому закоротити їх. Крім того, коефіцієнт посилення струму будемо рахувати не комплексної (що необхідно для обліку ємностей переходів транзистора), а дійсною величиною. Отримаємо схему (рис. 7), за якою легко обчислити основні малосигнальний параметри підсилювача.
Рис. 7. Малосигнальная схема підсилювача для середніх частот
Диференціальний опір емітерного переходу транзистора:
.
Вхідний опір транзистора, включеного за схемою з загальним емітером:
.
Як видно з рис. 7, вхідний опір підсилювача:
.
Вихідний опір підсилювача:
.
Якщо позначити, то коефіцієнт посилення по напрузі:
.
Коефіцієнт посилення по струму:
Коефіцієнт посилення потужності:
.
Коефіцієнт передачі ЕРС генератора:
.
Амплітуда вхідної напруги, при якій починають виникати нелінійні спотворення, приблизно можна обчислити (див. рис. 5) як
.
Розрахунок ємностей конденсаторів і верхньої граничної частоти підсилення
Еквівалентна постійна часу для нижньої граничної частоти підсилювача:
Як сказано вище, в області низьких частот на проходження сигналу впливають лише конденсатори,, (рис. 8). Тому можна записати
,
де постійні часу перезарядки,, визначаються за умови, що в схемі присутній лише єдиний (відповідний) конденсатор.
Рис. 8. Малосигнальная схема підсилювача для низьких частот
Позначимо, тоді
Ємності конденсаторів розрахуємо, вважаючи, що,, дають однаковий внесок у еквівалентну постійну часу перезарядки всієї схеми, тобто:
З формул - знаходимо:
Отже, розрахунок ємностей розділових і блокувального конденсаторів завершений. Перейдемо до прогнозування верхньої граничної частоти підсилення.
В області високих частот можна нехтувати інерційністю транзистора. Оскільки колекторний перехід закритий, то володіє бар'єрної ємністю, де - ємність колектора при на...
