прузі база-колектор. Крім того, необхідно враховувати дифузійну ємність відкритого емітерного переходу. Ці особливості враховані у схемі рис. 9.
Рис. 9. Малосигнальная схема підсилювача для високих частот
Спочатку розрахуємо величини ємностей і.
Постійна напруга база-колектор у схемі підсилювача (див. табл. 3):
.
Бар'єрна ємність колекторного переходу при напрузі:
,
де - контактна різниця потенціалів колекторного переходу;- Коефіцієнт плавності емітерного переходу. Таким чином,
.
Тоді.
Для розрахунку ємності необхідно попередньо обчислити верхню частоту транзистора
і середній час життя неосновних носіїв у базі
.
Тоді.
Постійні часу перезарядки конденсаторів схеми рис. 9:
Можна показати, що в області високих частот, еквівалентна постійна часу для всієї схеми
,
де - коефіцієнт, що описує умови роботи транзистора в схемі з загальним емітером. Тоді
.
Верхня гранична частота підсилювача:
.
Тепер можна визначити середню частоту підсилювача (на цій частоті різниця фаз вхідного і вихідного сигналу инвертирующего підсилювача дорівнює):
.
Моделювання роботи схеми на змінному струмі
У околиці робочої точки підсилювач можна представити як лінійний чотириполюсника, тому можна побудувати його амплітудно-частотну (АЧХ) і фазо-частотну (ФЧХ) характеристики. Для цієї мети в пакеті Electronic Workbench 5.12 існує спеціальний засіб - будівник АЧХ і ФЧХ (Bode Plotter).
Рис. 10. Схема для зняття АЧХ і ФЧХ підсилювача
Рис. 11. Амплітудно-частотна характеристика підсилювача
Як видно з малюнка 11, ;;.
Рис. 12. Фазо-частотна характеристика підсилювача
Рис. 13. Схема для визначення залежності вхідного опору підсилювача від частоти
Рис. 14. Залежність вхідного опору підсилювача від частоти
Як видно з малюнка 14, вхідний опір підсилювача на середній частоті одно.
Рис. 15. Схема для визначення залежності вихідного опору підсилювача від частоти
Рис. 16. Залежність вихідного опору підсилю?? еля від частоти
Вихідний опір підсилювача на середній частоті (рис. 16) одно.
Щоб визначити амплітуду вхідного сигналу, при якій в схемі виникають нелінійні спотворення, знімемо амплітудну характеристику підсилювача (рис. 17). Для цього будемо, міняючи амплітуду вхідної напруги за допомогою зміни ЕРС Ег, фіксувати за допомогою вольтметра відповідні амплітуди вихідної напруги (вимірювання проводимо на середній частоті підсилювача).
З малюнка 19 випливає, що максимальна амплітуда ЕРС генератора Ег, при якій ще не виникають нелінійні спотворення сигналу, дорівнює. Відповідно, максимальна амплітуда вхідної напруги, при якій немає нелінійних спотворень сигналу, дорівнює
.
Рис. 17. Схема для зняття амплітудної характеристики підсилювача
Рис. 18. Параметри джерела синусоїдальної напруги Eг в схемі рис. 17
, мВ
, мВ
0 0 10 90 20 180 30 270 40 359 50 449 60 537 70 623 80 714 90801100887 Рис. 19. Амплітудна характеристика підсилювача
За нахилом амплітудної характеристики можна визначити коефіцієнт посилення ЕРС генератора:
.
Тоді.
Вивчення реакції підсилювача на імпульсний сигнал
Імпульсний сигнал, проходячи через підсилювач, спотворюється. Спотворення сигналу тим більше, чим вже смуга пропускання підсилювача. Теоретично можна передбачити час наростання фронту і відносний спад вершини вихідного сигналу.
.
Якщо подавати на вхід підсилювача прямокутні імпульси напруги з частотою (напівперіод такого сигналу), то
.
Для перевірки отриманих даних як генератора Eг в схему підсилювача включимо генератор прямокутних імпульсів, параметри якого наведені на малюнку 20. Слід зазначити, що амплітуда прямокутного імпульсу повинна бути досить малою (менше в 4-5 разів), щоб не перевантажити підсилювач.
Рис. 20. Параметри генератора прямокутних імпульсів
З епюри вихідної напруги (рис. 21) знаходимо, що і.
Рис. 21. Епюри напружень
Аналіз результатів моделювання роботи схеми на змінному струмі
ПараметрЕдініца ізмереніятеоретіческімоделірованіе - 9.439.05Гц1000943МГц55.44Ом243251Ом13501300мВ88.52Табліца 5. Зіставлення даних теоретичного розрахунку і результатів моделювання роботи схеми на змінному струмі
За результатами моделювання ро...
