- •1. АЭУ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
- •1.1. Назначение, область применения, классификация аналоговых
- •1.2. Усилитель как основной элемент АЭУ
- •1.3. Классификация усилителей
- •1.4. Параметры усилителей
- •1.4.1. Выходные и входные данные
- •1.4.2. Коэффициенты усиления
- •1.4.3. Частотная и фазовая характеристики
- •1.4.4. Переходная характеристика
- •1.4.5. Линейные искажения
- •1.4.7. Помехи и собственные шумы в АЭУ
- •1.4.8. Амплитудная характеристика
- •1.4.9. Нелинейные искажения
- •1.4.10. Потребляемая мощность и коэффициент полезного действия
- •2. УСИЛИТЕЛЬ (АЭУ) КАК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИК
- •2.1. Основные определения
- •2.1.1. Четырехполюсники, их параметры и эквивалентные схемы
- •2.1.2. Определение показателей усилителя через параметры
- •2.2. Использование обратной связи в АЭУ
- •2.2.1. Виды обратной связи
- •2.2.2. Использование параметров четырехполюсника для описания
- •2.2.3. Коэффициент петлевого усиления и глубина обратной связи
- •2.2.4. Влияние обратной связи на коэффициент сквозного усиления
- •2.2.6. Влияние обратной связи на стабильность усилителя
- •3. РАБОТА АКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА В УСИЛИТЕЛЬНОЙ СХЕМЕ
- •3.1. Схемы включения биполярных транзисторов
- •3.1.2. Включение биполярного транзистора по схеме с общей базой
- •3.2. Схемы включения полевых транзисторов
- •3.2.1. Общие сведения
- •3.2.2. Включение полевого транзистора по схеме с общим истоком
- •3.2.3. Включение полевого транзистора по схеме с общим затвором
- •3.2.4. Включение полевого транзистора по схеме с общим стоком
- •3.3. Режимы работы активных элементов
- •3.3.1. Общие положения
- •3.3.2. Режим А
- •3.3.3. Режим В
- •3.3.4. Режим С
- •3.3.5.Режим D
- •3.4. Цепи питания активных элементов
- •3.4.1. Общие положения
- •3.4.2. Подача смещения фиксированным током базы
- •3.4.3. Подача смещения фиксированным напряжением базы
- •3.4.4. Эмиттерная стабилизация
- •3.4.5. Коллекторная стабилизация
- •3.4.7. Цепи питания полевых транзисторов
- •4. КАСКАДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Транзисторный резисторный каскад
- •4.2.1. Частотная характеристика. Область средних частот
- •4.2.2. Частотная характеристика. Область нижних частот
- •4.2.3. Частотная характеристика. Область верхних частот
- •4.3. Резисторный каскад на полевом транзисторе
- •4.3.1. Принципиальная и общая эквивалентные схемы
- •4.3.2. Частотная характеристика. Область средних частот
- •4.3.3. Частотная характеристика. Область нижних частот
- •4.3.4. Частотная характеристика. Область верхних частот
- •4.4. Широкополосные каскады и коррекция частотных характеристик
- •4.4.1. Общие положения
- •4.4.2. Влияние цепи RЭ,CЭ (RИ,CИ) на работу резисторного каскада
- •4.4.3. Высокочастотная индуктивная коррекция
- •4.4.4. Низкочастотная коррекция
- •4.5. Трансформаторный каскад
- •4.5.1. Эквивалентная схема трансформатора
- •4.5.3. Поведение трансформаторного каскада в области низких частот
- •4.5.4. Поведение трансформаторного каскада в области высоких частот
- •4.6. Специальные схемы каскадов предварительного усиления
- •4.6.1. Каскодный усилитель
- •4.6.2. Усилитель с распределенным усилением
- •4.6.3. Повторители напряжения с улучшенными характеристиками
- •4.6.4. Дифференциальный каскад
- •4.6.5. Усилитель с динамической нагрузкой
- •5. КАСКАДЫ МОЩНОГО УСИЛЕНИЯ
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Однотактные усилители мощности
- •5.3. Двухтактные усилители мощности. Общие сведения
- •5.4. Двухтактная схема усилителя мощности
- •5.5. Бестрансформаторные усилители мощности
- •6. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •6.1. Основные свойства усилителей постоянного тока
- •6.2. Усилители постоянного тока прямого действия
- •6.3. Усилители постоянного тока с преобразованием
- •6.4. Реактивные усилители
- •7. УСИЛИТЕЛИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
- •7.1. Устойчивость усилителей с обратной связью
- •7.2. Критерий устойчивости Найквиста
- •7.3. Многокаскадные усилители с обратной связью
- •7.5. Паразитные обратные связи и борьба с ними
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Основные параметры ОУ
- •8.3. Основные схемы включения ОУ с ООС
- •8.3.1. Инвертирующий усилитель
- •8.3.2. Неинвертирующее включение ОУ
- •8.3.3. Инвертирующий сумматор сигналов
- •8.3.4. Интегрирующий усилитель
- •8.3.5. Активные фильтры на базе ОУ
- •8.3.6. Логарифмирующий и антилогарифмирующий усилители
- •9. РЕГУЛИРОВКИ В УСИЛИТЕЛЯХ
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Регулировка усиления
- •9.3. Регулировка тембра
- •9.3.1. Общие положения
- •9.3.2. Пассивные регуляторы тембра
- •9.3.3. Активные регуляторы тембра
3.2.4. Включение полевого транзистора по схеме с общим стоком
На рис. 3.21 представлен каскад на полевом транзисторе, включённом по схеме с общим стоком, и его эквивалентная схема.
В цепи затвора, который всегда смещён в обратном направлении, постоянный ток отсутствует. Постоянный ток стока задаётся источником Е0С и протекает от +Е0С через сток, исток, сопротивление R2 к –Е0С.
|
R1 |
З |
iИ |
I0C И |
|
|
|
|
|
||
E1 |
|
|
|
iИ |
|
|
u1 = uЗС |
E0C |
u2 = uСИ |
R2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
iИ |
|
|
|
С |
E0З |
С |
|
|
|
|
а |
|
|
R1 |
З |
|
RЗ |
И |
|
|
|
|
СЗИ |
Ri |
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
u1 = uЗС СЗС |
|
u2 = uИС |
R2 |
|
|
|
|
SuЗИ |
ССИ |
|
|
C |
|
б |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.21 |
|
|
Если на вход каскада приложено переменное напряжение, мгновенное значение которого имеет полярность, указанную на рисунке, то ток стока в этот момент увеличивается. Следовательно, переменная составляющая тока стока в данный момент протекает в ту же сторону, что и постоянная. Этот переменный ток, протекая по сопротивлению нагрузки, создаёт на нём падение напряжения с мгновенной полярностью, указанной на рис. 3.21, а. Сравнивая полярности
92
входного и выходного сигналов, видим, что схема с общим стоком не изменяет полярность усиливаемого сигнала.
Коэффициент усиления по напряжению КС для схемы с общим стоком
равен
K |
С |
= u2 |
= uСИ = |
uСИ |
<1. |
(3.48) |
|
||||||
|
u1 |
uЗС |
uЗИ + uСИ |
|
Входной ток транзистора для сравнительно низких частот практически отсутствует, что говорит о бесконечно большом коэффициенте усиления по току КiС. Из-за того что значение коэффициента усиления по току оказывается неопределенным, КiС никогда не используется для описания этого каскада. Отсутствие входного тока приводит к тому, что сквозной коэффициент усиления КEС не отличается от коэффициента усиления по напряжению КС, а входное сопротивление оказывается очень большим, стремящимся к бесконечности.
Входное сопротивление на низких частотах (без учёта межэлектродных емкостей) для этого каскада можно записать в следующем виде:
R |
ВХ |
= u1 |
≈ |
uЗС |
= |
uЗИ +SuЗИR2 |
= R |
З |
(1+SR |
2 |
) , |
(3.49) |
||
|
|
|||||||||||||
|
i |
|
i |
З |
|
i |
З |
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где RЗ = uЗИ/iЗ – сопротивление закрытого перехода затвор-исток.
Выходное сопротивление можно определить, подав на выходные зажимы напряжение uСИ и заменив источник сигнала на входе Е1 сопротивлением, равным R1.Тогда согласно схеме (см. рис. 3.21, б):
R ВЫХ = uСИ = iЗR1 + uЗИ = iЗR1 + iЗRЗ = |
R1 + RЗ . |
(3.50) |
||
iИ |
iЗ + SuЗИ |
iЗ + SiЗRЗ |
1+ SRЗ |
|
Выражение (3.42) |
можно значительно упростить, если |
учесть, что |
||
RЗ > R1 и SRЗ > 1. В этом случае выходное сопротивление имеет ту же величину, |
||||
что и входное для схемы с общим затвором: |
|
|
||
|
R ВЫХ |
≈ 1 . |
|
(3.50а) |
|
|
S |
|
|
Все эти свойства каскада с общим стоком (большое входное сопротивление, зависящее от сопротивления нагрузки, малое выходное сопротивление,
93