Материал: TX7Eh4KK48

В приведенной таблице V (V1) – напряжение источника входного сигнала, Vb (Q1) – напряжение на базе транзистора, Ve (Q1) – напряжение на эмиттере транзистора или на выходе ЭП.

По полученным в результате моделирования графикам определить амплитуду сигнала на базе транзистора Vmb = (Vb max – Vb min)/2. Рассчитать коэффициент усиления напряжения ЭП:

KV = Vme .

Vmb

Сравнить полученную в результате моделирования величину KV с расчетной величиной, полученной по выражению (5.3).

5.3.Основные свойства каскадов с общим эмиттером

5.3.1.Входное сопротивление схемы каскада с ОЭ

На рис. 5.2 представлен вариант усилительного каскада с включением транзистора по схеме с ОЭ. В этой схеме в отличие от схемы, изображенной на рис. 5.1, параллельно резистору Re включена емкость Се, а выходной сигнал снимается с сопротивления Rc в коллекторной цепи. Емкость Се выбирается такой, чтобы ее сопротивление на рабочих частотах было много меньше динамического сопротивления перехода БЭ транзистора rbe~. При этом напряжение на эмиттере можно считать постоянным, ∆Vbe ≈ 0, а эмиттерный переход – заземленным по переменному току.

Входной сигнал, действующий на базе и равный ∆Vb = ∆Vbe + ∆Ve, практически весь прикладывается к переходу БЭ транзистора, ∆Vb ≈ ∆Vbe.

Рис. 5.2

26

При расчете элементов схемы усилителя необходимо обеспечить работу транзистора в линейном режиме, т. е. в пологой области выходной характеристики. Переход БК транзистора должен быть закрыт (Vb < Vc).

Входное сопротивление каскада постоянному току, напряжение на базе транзистора в рабочей точке и эмиттерный ток транзистора Ie определяются так же, как и в схеме ЭП.

Напряжение на коллекторе Vc определяется с помощью выражения Vc = Ec − Ic Rc = Ec − Ie Rc , поскольку в линейной области выходной характеристики можно принять Ic = Ie.

5.3.2. Входное сопротивление каскада с ОЭ переменному току

Входное сопротивление каскада с ОЭ переменному току Rвх~ рассчитывается следующим образом:

Rвх~ = Vb Ib = ( Vbe + Ve ) Ib .

С учетом соотношения ∆Ve ≈ 0, справедливого для схемы с ОЭ,

Rвх~ = Vb Ib = rbe~ .

5.3.3. Коэффициент усиления по напряжению каскада с ОЭ

Модуль коэффициента усиления по напряжению KV определяется как отношение амплитуды выходного сигнала Vmc к амплитуде входного сигнала Vmb. В частотной области, где не учитываются частотные свойства транзистора и справедливо соотношение Vmb = Vmbe,

или: KV = SRc, где S – крутизна передаточной характеристики транзистора. Очевидно, что KV > 1 и зависит от коэффициента β и соотношения Rc и rbe~.

5.3.4.Анализ переходных процессов в схеме усилителя с ОЭ

1.При построении графического изображения схемы усилителя с ОЭ (см. рис. 5.2) источник синусоидального напряжения задать аналогично схеме с ОК. Параметры сигнала: постоянная составляющая синусоидального сигнала V0 = 0, амплитудная – Va = 10 мВ, частота f0 = 1 МГц.

В качестве модели транзистора Q2 следует указать 2N3904. Для источника постоянного напряжения Ес в строке Value указать 5 В.

27

2. Выбрать команду Analysis > Dynamic DC. Для отображения напряжений в узлах схемы воспользоваться пиктограммой . Рассчитать токи в ветвях схемы: I1, I2, Ie, Ic, Ib и напряжение Vbe.

3. Провести анализ переходных процессов в усилителе. С помощью команды Analysis > Transient открыть диалоговое окно задания параметров моделирования. В строке Time range указать длительность временного интервала по оси Х, равную двум периодах входного сигнала – 2 мкс. Заполнить таблицу задания параметров для вывода результатов моделирования схемы с ОЭ в соответствии с данными табл. 5.2.

Таблица 5.2

Провести многовариантный анализ при вариации значений коллекторного сопротивления Rc2. Для этого в окне задания параметров на моделирование нажатием кнопки Stepping открыть окно для задания варьируемого параметра. Указать имя варьируемого параметра – Rc2, его начальное значение 300, конечное значение 1200 и шаг 150. В поле Step it для подтверждения задания параметрического анализа поставить метку Yes.

По результатам моделирования (пользуясь семейством полученных кривых) следует определить амплитуду входного сигнала при каждом значении нагрузочного сопротивления и рассчитать коэффициент усиления KV.

28

29