Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Пустынский И.Н. Транзисторные видеоусилители

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

6.54 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1814 15 16 17 18 > Следующая >>>

транзистора, ее	можно		считать				справедливой		от	долей
герц до частоты	(0,5-4-1,0) / т .
	_			/	fB	2
Н а рис. 9.1	U r 6	= y		^ dUr6—напряжение					теплово
				зи
го шума базы в полосе			частот			от / н до fB; dUTe			=4kT°r5df;
'эб
б = " j / ^ f dile—	шумовой			ток		эмиттер - база		(здесь		di236=
fи	) / э + ^ \| df,
^ с 7 э л ( 1 - а с т	) / э + ^ \| df,			где		ист — статический			коэффи-
циент передачи	тока	эмиттера;					/ э — постоянная			состав
л я ю щ а я тока эмиттера;				Л э	— коэффициент,			характеризу
ющий низкочастотный			шум в			области эмиттерного пере-
6									к
о—				і	(А)				-о
				і	(А)
3									—о
с-									—о

Рис. 9.1. Шумовая эквивалентная схема транзистора с ОЭ

х о д а ) ; і'бк =	"\|Х	J ^ К — ш у м о в о й			ток	перехода база —
коллектор;	—	?Н/	^2<7	А	Ак	— коэффициент,
	йіік	=		Э Л /К 0 + - y - j df;

характеризующий поверхностный шум в области коллек

торного перехода; г э к == ] / " [	^ к —	шумовой ток меж-
К	di\K=	2 q^nacthdj.
ду эмиттером и коллектором;	di\K=	2 q^nacthdj.

Поскольку источники шумов в схеме рис. 9.1 не коррелированы, то д л я определения общего н а п р я ж е н и я шу ма, приведенного ко входу или выходу транзистора в элементарной полосе частот, м о ж н о воспользоваться принципом суперпозиции [4].

130

Д л я

схемы с

ОЭ

приведенное

ко

входу

напряжение

шума транзистора

получается

равным

dUi

dU2r6

+ di236\r6

+ Zr\i

di6K

ZAre +

rs +

ZJ*

a ZK

—

dii

Z3(r6+Zr

ZK)+ZK(r6

Zr)(\

•a)

cc Z^ —

где Z K = l / / c o C K ;

ZT—импеданс

источника

сигнала;

Z3—

= Zs/ (1 +}а>Сэгэ);

С э

та т т /г 0 .

Д л я

коэффициента

шума

при

Z3 <CaZK ,

что

обычно

имеет

место,

и Zr=Rr

д л я

схемы

с ОЭ получим

а с

1 +

- ^ ( 1 _ а . ) +

«ст.

гэ

(г6 + Rr)2

1 + а с

(

•а„)2

~t~ " 2Rr

2 ф т / ? г

< :

а„

(2 л / т э

к в

) 2

- ^ f

[1 + (2

я / у т т ) 2 Ц -

(9.2)

где qii

— kT/qan

—

температурный

потенциал;

т а К в = ( С э + 1

+ Ск)гэ

— экивавалентная

постоянная

передачи

тока

эмиттера;

y = (r6 + RMrs

r6+Rr);

A=A9

AK[l

+ ( 2 л / у т т ) 2 ] / а * у ' -

П р и н и м а я во внимание,

что

ч а щ е

всего

( 2 я / у т т ) 2

' С 1 <

и полагая

a C T ~ a o ~ і

(за

исключением

случая,

когда

имеется двучлен

1—ссо),

получим

1 +

_1б_ _|_

(r6

+ Rr

2Rr

2 ф т #

( / ,

[1 - a 0

( 2 к

fxmBf]

(9.3)

(

измерений

У2

2 <7эЛ /

Результаты

зависимости

коэффициента

шума

от

частоты

д л я

некоторых

транзисторов при

/ 8 =

= 0,5

ма,

икэ=—3

в и Rr=l

ком

приведены на рис. 9.2

[71], из

которого

видно, что

низкочастотный

шум

транзи

сторов изменяется с частотой действительно по закону, близкому К 1//.

Экспериментальная	зависимость коэффициента шума
от тока эмиттера д л я	/ = 5 0 0 гц приведена на рис. 9.3.
5*	131

100

3 5

ЮТ

01 2

0,1

1,0

13,ма

Рис. 9.2. Зависимость коэффи

Рис. 9.3. Зависимость коэффи

циента

шума от

частоты

циента

шума

от тока

эмиттера

По известным

п а р а м е т р а м

АЖгоа2

транзистора

значенням

коэффициента

шу.ма NF

на

основании

формулы

(9.3)

при

( 2 я / т э к в ) 2 < 1 — а 0

были

рассчитаны зависимости А —

=fa(h),

которые

изображе

ны на рис. 9.4.

Зависимости NF=f(I0)

A—f\(I3)

имеют

явно выра

женный минимум при опре

деленном

токе

эмиттера

1Э,на

Лі —ЛхштА-

При

А —

^ / а о п т А зависимость

Рис. 9.4. Зависимость коэффи

=fi(lo)

может

быть в

пер

циента,

характеризующего

низ

вом

приближении

представ

кочастотные

шумы

транзисто

лена

виде

ра,

от тока эмиттера

А).

где АК

= Атп5у2;

АШН=А

при / э = / э о п т А/ А'Э

—

коэффици

ент пропорциональности, который може т быть найден из

соотношения А'Ъ ={угАг—yiAt)/(Iaz—hi);			At, уи А2,		у2	—
значения коэффициента А и у при		токах	эмиттера		Ізі	и
/Э 2 соответственно	(в случае / э > 0 , 5 ма можно			полагать,
что у2 ~ у І ~ 1) •
Если известно значение Np д л я		определенной		частоты
{, то коэффициент	А при Rr~>r§ и	Rr^>r3	може т		быть
легко найден-из упрощенной формулы:
-4 = 4 < ? э л / Ф т ( А ^ - 1 ) / Я г .

З н а ч е н ия коэффициентов А			(при / э = 0 , 5 ма)		дл я не
которых	транзисторов	приведены в табл . 9.1, из			которой
видно, что ориентировочные значения				коэффициентов,
				Т а б л и ц а 9.1
Транзисторы		П403	П416А	П416Б	ГТ308В
Л х К Г 2 0 ,	а"-	6,6	3,3	0,3	2,01
Л 3 Х Ю - 1 7 ,	а	18	11,3	3,5	5,85
Л х к г 2 0 ,	сР	1,1	0,83	0,15	0,355

характеризующих поверхностные шумы в области эмиттерного и коллекторного 'Переходов, соответственно равны А'э = (3,5-7-18) Ю - 1 7 а, Ак= (0,15-т-1,1) Ю - 2 0 а2 .

Измерение коэффициента шума на частотах 500 гц и 200 кгц при изменении н а п р я ж е н и я на коллекторе £/,„ от

0,5 до 10 в показали,		что коэффициенты NF и А практиче
ски не зависят от	UK0, в то время к а к ранее предполага
лось [4], что Л к =	/	UK3.

Рись 9.5. Эквивалентная схема каскада с О К с учетом шумов

Д л я схемы	с общим коллектором		(рис. 9.5) приве
денное ко входу шумовое напряжение			транзистора равно
dm	= dUl6	+ dilb I a (ra	+ Z r ) —
Z, 1 + re + Zr		+ A«K\|re + z r \| a +

+ di3 Z 9 [ l + - ^ ± ^ - ) + (r e + Z r ) ( l - a )

В ы р а ж е н и е д л я коэффициента

шума

при

Z3 <CccZK в

случае Zr=Rr

получим

виде

1 +

1 + 1 + ( 2 я / Т т ) 2

Я г

гэ

('б + Я г ) 2

+ 2 Я Г [ 1 + ( 2 я / Ч х ) 2 ]

2 ф т Я г

/ э [

сс§(1 — а с т ) + а с т

( 1 — а „ ) 2

а с т ( 2

я / т Э

к в ) 2 ]

1 + ( 2 я / т т ) 2

Аэ<4

ав (гб

Я г )

Ак

(9.4)

1 + ( 2 я / т т ) 2

П р и н и м а я во внимание,

что ч а щ е всего

( 2 я / т т ) < ^ 1 , и

п о л а г а я а С

т ~ а 0 ~ 1

(за

исключением

случая,

когда

имеется двучлен 1—ао),

в ы р а ж е н и е

(9.4)

можно

упрос

тить:

І6_

, _[э_

(^б +

Я г ) 3

2R?

2 ф г Я г

X { / э И - а„ + (2 я / т э к в ) 8 1 + /к о + ~ ^ } •

( 9 - 5 )

где АВК = АК +

АЯ(\

гб

Яг

Сравнение

выражений

(9.3) и

(9.5)

показывает,

что

при принятых допущениях

коэффициенты

шума

схемах

с ОЭ и ОК. абсолютно

одинаковы,

если

rg<^r5

+ Rrj

т. е.

ус^ 1.

Рис. 9.6. Эквивалентная схема			каскада	с ОБ	с учетом шумов
Д л я схемы	с общей	базой (рис.		9.6)	приведенное ко
входу шумовое	н а п р я ж	е н и е	транзистора		равно

134

dXJщ вх пт — & U•

Тб

a -^K 4- гб

di36 « Z K (гб +

Z r ) — Гб Z 3

Кб

ZK(r6

Zr+Za)

a 2K +

r 6

o,ZK

dil

ZK(r6

ZK)(l-g)

Z3(r6

ZK)

aZK

В ы р а ж е н и е

д л я

коэффициента

ш у м а

при Г б < с ] а 2 к ] и

Z3<giaZK

в случае Zv—Rr

получим в виде

1 + J f a . ( i _ a 0 )

Ист

гэ

г б

[ 2 л ; / С к ( г б + Я г ) ] 2

1 +

CCQ Т^Т

Ск

( г б +

Я г ) 2

( 2 r t / t T ) 2 -

(Г6 +

і fa + А г ) г

1 — aC T

# г ) 2

2<pTRr

+ ^

(1 - a 0 ) 3

+ ( 2 я / О * « c f 1 + Ц и - [1 + (2 л / у т т ) 2 ] +

+2-7зл/

+ ( 2 л / г т у ) 2

]

(9.6)

П р и н и м а я

во внимание, что

ч а щ е

всего

(2 я / т т ) 2 < § ; 1,

и полагая

a C

T ~ a o ~ l

(кроме

случая, когда имеется раз

ность

ao—1)

в ы р а ж е н и е

(4.6)

м о ж н о упростить:

N F об '

_|_ & d

_ D L

2 Rp

+ (2 i t / ) 2

C t ( r 6

+ i ? r

) 2 r 6

2xTCKr6

+ (

Г о + У

f 7 » [ 1 - a ° + ( 2

« f * - ) ' ] +

A_\

' 2 ? M / J '

2 Фт Rr

{

9.2. ШУМОВЫЕ СВОЙСТВА

ВИДЕОУСИЛИТЕЛЯ

ПРИ ВХОДНОМ КАСКАДЕ С ОЭ

Принципиальная схема входного к а с к а д а с О Э видео

усилителя

д л я

высоких

частот

приведена

на

рис.

9.7,а.

Н а

рис. 9.7,6

изображен а его эквивалентная

схема

уче

том источников

шумов.

На рисунках приняты следующие обозначения:

гс —		ток сигнала иа				входе		усилителя			(превышение
сигнала		н а д током фона				іф);
Re — активная составляющая эквивалентного сопро
тивления источника				сигнала;
Со — о б щ а я п а р а з и т н а я							емкость;
Z H	— сопротивление					нагрузки		каскада;
"ш 1ф		=	j / ~ j' duli	,-ф —			эффективное			напряжение шу-
ма, обусловленное флюктуациями тока										фона;
duli	<ф =		di\ \|Z6 \|2 ;
\Z6\	=	R6lYl+(2		л / т в		х ) 2	— модуль импеданса цепочки
Твх =		Сб	У
di% =		2 ^ э л г'ф а ф df;
аф — коэффициент,					зависящий			от типа и режима ис
точника		сигнала (для			видиконов			аф	1 +/П А'Ф, где /'п —ток
пучка	[72], д л я диссекторов						аф = iCf		( 1 + Б і )		а£ , где КІ =
= 1-М,5,			B i = 0 , 5 - h l , 5		— коэффициенты,						учитывающие
увеличение			шума в	умножителе				из-за		пролета электро

нов и флюктуации коэффициента вторичной эмиссии со ответственно [73, 74], п — число каскадов умножителя,

136

Gy •— коэффициент

вторичной

эмиссии

каскада

у м н о ж и

теля) ;

итгб—у

j"d«Tz6 —

эффективное

напряжение

теп-

лового шума цепочки

ReCs;

Шіг'б

4kTRe

[Z6]dj;

i?e[Z6 ]

Я б / [ 1 + ( 2 я / г в х ) 2 ] - —

активная

составляющая

импеданса

Zg;

Uc в х =

icR6l{l

2 я / т в х ) — напряжение

сигнала

на

входе усилителя

при

отключенном транзисторе;

/ r S

! ш н =

а г ш н — т е п л о в о й

шумовой

ток

нагрузки

каскада;

57шн=

AkTdf/Re

[Z,,];

/?e[ZH ] — активная составляющая импеданса

нагрузки.

Общий

шум,

приведенный

ко

входу

усилительного

каскада в

элементарной

полосе

частот,

составляет

dllai вх 2 =

dU-щ І ф -\- dt(T

гб

— dllai

вх пт н'

где сїишвхптн — приведенный ко входу

шум

транзистора

и нагрузки, который при Z3<^aZK

может быть

определен

по формуле

dtlui

вх пт н =

dlljQ

Л'эб

Гб+^б

| 2

. +

+ ш2бк-1-

+ z3

z61

z+(di!K

dlL)x

Z 8

( l +

- ^ ± ^ -

U ( r e

Z e ) ( l - c i )

(9.7)

Шум на выходе видеоусилителя равен

dllm вых S =

\КИ

(f)\2

dUm

вх 2

где |/Cu(7)| — модуль коэффициента усиления видеоуси лителя по напряжению .

Д л я коррекции высокочастотных искажений, обуслов ленных цепью R5C5, коэффициент усиления д о л ж е н быть равен *)

* „ ( / / ) = * « о (1 + / 2 Я / 0 ,

где Кио — коэффициент усиления

по

напряжению

для

средних частот.

Тогда

напряжение

сигнала

на

выходе

усилителя

бу

дет равно

вх Ки (/ /)

'"с ^ б

о>

а напряжение

шума

элементарной

полосе частот

со

ставит

du^

ы х v =

Й«ш вх S КІ0

[1 +

(2 Л / Т В ! С ) 2 ] .

Спектральная плотность шума иа выходе усилителя

запишется

виде

^"ш вых S

dui

К « о П + ( 2 я / Ч в х ) 2 ] .

(9.8)

Обычно

( 2 я / т т ) 2 < 1 ,

га + г б < і ? б ,

/"б(1—do) <ra,

< х 0 « 1

(за исключением

случая, когда имеется разность

cto—1),

-±-\r6

|а

Rl{\ + ( 2 i t / ) 2

[Cl (r3+r6f+2C6

r3}}

Яб

1 - oo +

^ ( с э + С к + Сб )2 +

1 + ( 2 n / t 6

) »

+ ( 2 « f l « r | ^ C § ( C s + CK )»

Учитывая

(9.7)

в ы р а ж а я

(9.8)

значение

й«шВ хг

через

duli

і ф,

du ? Z 6

d«m вхптні При Z H

— і?н

получим

Мы

ограничимся

рассмотрением

простой

противошумовой

коррекции, поскольку сложная схема в транзисторных видеоусили телях малоэффективна [55] и к тому ж е часто приводит к самовоз б у ж д е н и ю усилителя.

F{f)

= K2u0Rli~-

B + Cf

Df+Ef^

(9.9)

где

A = Аэ

Л к ;

Я б

Ян

Оф»ф +

/э(1 —

<*„)+ /„„ +

- a 0 ) s

(/-э + г 6 ) 2 +

22 гСЭ^

D = 4 п 2

(4 k Т С\ гб

+ 2q { С% Г6 / , (1 - <х0) +

/к о [Се (г, +

г 6 ) 2 + 2 г* С б С,]

/ , r l С\)

г2

LГ-

46Г - э

Ян

Су — С э + С к -f- CG ;

£ = 3 2 я ^ э л / э С б 2 ^ ^ ( С э + С к ) 2 ( 1 + 2 - ^

П р и н и м а я во внимание, что ч а щ е всего

+ 1—«oj <С

« l - a 0

и / э г* С | »

/ , (1—Оо)С§ ^ + / к „ [ С 1 ( г э + г б

) 2 + 2 С б

СА]

коэффициенты В и D д л я

практических

расчетов

можно

считать соответственно равными

В =

4 / г Г -

я б ; j +

я б

л н

(9.10)

+ 2

9Э Л

[ а ф

г ' ф + / э

— а„)

16 яЧТ

\гб

СІ +

0,5 гэ &{\

+ 2

^ ~

Я н

Вплоть до частот 0,2/т

обычно f(C+Ef3)<g.

——ЬВ

Df2, поэтому

в ы р а ж е н и е

(9.9) м о ж н о

записать в

виде

F(f)^K2uoR26[j

Df>).

Частота,

при

которой

значение

F(f)

минимально,

равна

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1814 15 16 17 18 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
21.10.20239.64 Mб19Пулькин, С. П. Вычислительная математика пособие для учащихся 9-10 классов по факультативному курсу.pdf
#
29.10.20235.18 Mб25Пульцин Н.М. Титан и его применение в авиации.pdf
#
22.10.202311.92 Mб4Пунагин, В. Н. Бетон и бетонные работы в условиях сухого жаркого климата.pdf
#
29.10.20235.77 Mб8Пуришев И.Б. Архитектурные памятники Горицкого монастыря в Переславле-Залесском.pdf
#
27.10.202323 Mб47Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении.pdf
#
23.10.20236.54 Mб7Пустынский И.Н. Транзисторные видеоусилители.pdf
#
29.10.20237.17 Mб7Путешествие по космосу от А до Я [ответы на вопр. читателей].pdf
#
30.10.202356.87 Mб7Путешествия за камнем академик А. Е. Ферсман Академия наук СССР. 1960- 54 Мб.pdf
#
19.10.20236.17 Mб11Пути улучшения качества сталей и сплавов..pdf
#
24.10.202311.74 Mб14Пух В.П. Прочность и разрушение стекла.pdf
#
19.10.20232.43 Mб8Пучеров, Н. Н. Покоренная радиация.pdf