Wzmacniacz tranzystorowy.

Transkrypt

Wzmacniacz tranzystorowy.
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Podstawowe konfiguracje
wzmacniaczy
tranzystorowych
Wrocław 2015
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Klasyfikacja wzmacniaczy
Ze względu na zastosowany element sterowany:
-- lampowe
-- tranzystorowe
1
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Klasyfikacja wzmacniaczy
wzmocnienie
Ze względu na zakres częstotliwości wzmacnianych sygnałów:
-- prądu stałego,
-- małej częstotliwości (m.cz.),
-- wielkiej częstotliwości (w.cz.).
stałoprądowe
w. cz.
m. cz.
1Hz
10Hz
100Hz
1kHz
10kHz
100kHz
1MHz
100MHz
10MHz
10GHz
f
1GHz
-- selektywne ( fgórna / fdolna ≥ 1),
-- szerokopasmowe ( fgórna / fdolna >> 1).
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Klasyfikacja wzmacniaczy
Ze względu na rodzaj sprzężenia między wzmacniaczem a obciążeniem lub
kolejnym stopniem wzmacniacza:
-- o sprzężeniu pojemnościowym (RC),
-- o sprzężeniu transformatorowym,
-- o sprzężeniu bezpośrednim (galwanicznym).
wzmacniane sygnały zmienne (napięcie stałe
nie przedostaje się na następny stopień), np.
wzmacniacze akustyczne
wzmacniane sygnały zmienne i stałe
zastosowanie we wzmacniaczach
prądu stałego
2
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Klasyfikacja wzmacniaczy
Ze względu na położeniu p.p. na ch-yce tranzystora oraz amplitudy sygnału
wejściowego (podział głównie wzmacniaczy mocy):
-- klasa A (p.p. na liniowej części ch-yki a amplituda sygnału wej. na tyle mała,
że przez cały okres sygnały wej. tranzystor przewodzi prąd – stan aktywny),
-- klasa B (p.p. tak dobrany, że tranzystor przewodzi prąd tylko przez połowę
okresu – przez drugą połowę jest zatkany),
-- klasa AB (tranzystor przewodzi przez większość część okresu sygnału wej.),
-- klasa C (tranzystor przewodzi przez mniejszą część okresu sygnału wej.).
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Wzmacniacze tranzystorowe
Tranzystor w układzie wzmacniacza:
- źródło sygnału i obciążenie dołączone do tranzystora przez obwody sprzęgające,
- sygnał wyjściowy powinien być niezniekształcony,
- ustalony p.p. dostosowany do amplitudy wzmacnianego sygnału,
- moc wyjściowa większa niż sygnału sterującego.
3
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Podstawowe konfiguracje wzmacniaczy
WE WK WB
+ EC
+ EC
RC
RB1
RB1
C2
C2
RG
RB2
~ EG
WE
RL
RB2
CE
C1
WY
RG
RL
WY
C1
WE
RE
C2
WY
C1
WE
RB1
+ EC
RC
RL
RE
~ EG
CB
RB2
RG
RE
~ EG
WS WD WG
+ ED
+ ED
RD
RG1
C2
RG1
C2
~ EG
CS
WE
RL
RG2
RG2
RS
C1
WY
RG
RL
WY
C1
WE
RG
C2
WY
C1
WE
+ ED
RD
RG1
RL
RS
~ EG
CG
RG2
RG
RS
~ EG
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Charakterystyka amplitudowa
wzmacniacza RC
ku
zakres częstotliowsci
[dB ]
małe
duże
średnie
ku 0
3dB
fd
100
101
fg
10 2
103
10 4
105
106
f
[log]
4
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Charakterystyka amplitudowa
wzmacniacza RC
Wzmacniacze RC stosuje się do wzmacniania sygnałów o szerokim widmie
częstotliwości, np. sygnały akustyczne (stosunek częstotliwości górnej do dolnej
wynosi 1000).
Przy tak szerokim zakresie f inne zjawiska wpływają na przebieg charakterystyki
przy małych a inne przy dużych częstotliwościach. Konieczne jest zatem badanie
właściwości wzmacniacza oddzielnie w różnych zakresach częstotliwości.
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Charakterystyka amplitudowa
wzmacniacza RC
ku
zakres częstotliowsci
[dB]
średnie
małe
duże
ku 0
3dB
fd
Wpływ na kształt charakterystyki wzmacniacza mają: 10
0
101
f
fg
10 2
10 3
10 4
105
106
[log]
⇒ przy małych f – spadek ku na skutek wzrostu reaktancji kondensatorów w układzie wzmacniacza,
⇒ przy dużych f – spadek ku na skutek spadku wzmocnienia samego tranzystora (wpływ pojemności
międzyelektrodowych) oraz wpływ pojemności pasożytniczych wzmacniacza,
⇒ przy średnich f – ku = const, elementy reaktancyjne nie mają wpływu na wartość wzmocnienia
a schemat wzmacniacza opisywany jest jedynie parametrami rzeczywistymi.
5
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Decybelowe wzmocnienie mocy
(decibel power gain)
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Decybelowe wzmocnienie mocy
(decibel power gain)
6
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Decybelowe wzmocnienie mocy
(decibel power gain)
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Decybelowe wzmocnienie napięciowe
(decibel voltage gain)
7
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Decybelowe wzmocnienie napięciowe
(decibel voltage gain)
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Wzmocnienie wzmacniacza
(W/W V/V)
8
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
ku
zakres częstotliowsci
[dB ]
małe
duże
średnie
ku 0
3dB
fd
100
fg
101
10 2
103
10 4
105
106
f
[log]
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE – schemat zastępczy
+ EC
C2
RC
RB1
C2
WY
C1
WE
WY
M
C1
WE
O
D
RG
E
RL
RE
~ EG
RB2
RE
~ Eg
RB2
CE
CE
WY
gbe
RC
RB1
~ EG
RL
gmube
RG
RB2
WY
C
B
WE
WE
RG
RL
RC
RB1
L
RG
gce
RC
RB1
RB2
RL
E
~ EG
9
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE – rezystancja wej. i wyj.
iwe
ib
WE
RB1
WY
uce
gbe
RB2
gce
il
uwy
I CQ
g be =
gm
g ce =
RL
RC
ϕT
β
I CQ
U EY + U CEQ
gmube
EG ~
E
E
rweT
rwe
rweT
rwe =
iwy
C
ube
uwe
RG
ic
B
gm =
rwyT
u
= be = rbe
ib
u we
= RB1 || RB 2 || rbe
424
3
iwe 1
≈
rwy
u
rwy = ce = rce
ic
RB >>rbe
rbe
rwy =
RB
u wy
iwy
= rce || RC
≈
rce >> RC
RC
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE – skuteczne wzmocnienie napięciowe
iwe
RG
ib
WE
ic
B
ube
uwe
RB1
iwy
C
WY
uce
gbe
RB2
gce
il
uwy
RC
gm =
I CQ
g be =
gm
g ce =
RL
ϕT
β
I CQ
U EY + U CEQ
gmube
EG ~
E
E
kusk
kusk =
u wy
eg
=
u wy
i u
⋅ c ⋅ be = Robc ⋅ (− g m ) ⋅ γ u
{
ic ube eg R {
rwe
1
4
24
3 { L || RC rce
ku
γu
rwe + RG
γu - napięciowy współczynnik wykorzystania obwodu wejściowego wzmacniacza
10
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE – skuteczne wzmocnienie prądowe
kisk
ig
iwe
ib
WE
RG
B
RB1
gbe
RB2
g mube gce
= βib
il
WY
uce
E
kisk =
iwy
C
ube
uwe
IG
ic
gm =
I CQ
g be =
gm
g ce =
uwy
RL
RC
ϕT
β
I CQ
U EY + U CEQ
E
rwy
il il ic ib iwe
RB
RG
= ⋅ ⋅ ⋅
=
⋅ (− β ) ⋅
⋅
ig ic ib iwe ig rwy + RL
RB + rbe RG + rwe
1424
3 { 1444
424
3
424444
3 1
ki
γi
ki = k u ⋅
γi
rwe
RL
γi - prądowy współczynnik wykorzystania obwodu wejściowego wzmacniacza
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym
Wskutek nieliniowości ch-yki przejściowej tranzystora pojawiają się zniekształcenia sygnału
wyjściowego. Miarą tych zniekształceń jest współczynnik zawartości harmonicznych
∞
wartosc _ skuteczna _ harmonicznych
h=
× 100% ≈
wartosc _ skuteczna _ calego _ sygnalu
∑U
n= 2
U1
2
n
× 100%
Wprowadzenie do układu sprzężenia zwrotnego ujemnego (część sygnału wyjściowego przeciwdziała
sygnałowi wejściowemu), powoduje znaczne zmniejszenie wpływu nieliniowości ch-yki i poprawę
warunków działania wzmacniacza.
11
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym
Sprzężenie zwrotne ujemne - rodzaje
N-S
N-R
I1
Ig
Yg
Zg
I2
Iin
kU
Uin
U2
Zobc
Eg
~
I2
Iin
kU
Uin
U1
U2
Zobc
Uf
If
β
Z
β
P-R
Yg
Z1
P-S
I1
Ig
Z2
Zg
I2
Iin
Eg
kU
Uin
~
β
Z1
kU
Uin
U1
Uf
If
Zobc
If
I2
Iin
Zobc
β
Z2
Z
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym
Sprzężenie zwrotne ujemne - właściwości
sprzężenie
parametr
N–S
P– S
N–R
P– R
kuskf, kiskf, kpskf
kuf
kif
Zwef
Zwyf
12
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – schemat zastępczy
+ EC
RC
RB1
C2
WY
M
C1
WE
gbe
D
E
gmube
RC
RL
RB2
RB1
RL
E
RB2
~ EG
RE
RE
~ EG
gce
RG
L
RG
WY
C
B
WE
O
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
II twierdzenie Millera
I1
1
2
I2
I1
R1
R2
1
3
U1
U13
2
I2
3
I1+I2
U23 U2
U1
U13
U23
U2
Rx
U1 = U13 + (I1 + I 2 )Rx
U1 = U13 + I1 R1
U 2 = U 23 + (I1 + I 2 )Rx
U 2 = U 23 + I 2 R2
 I 
R1 = 1 + 2  Rx = (1 + ki )Rx
 I1 
 I 

1
R2 = 1 + 1  Rx = 1 +
 I2 
 ki

 Rx

13
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – schemat zastępczy
+ EC
RC
RB1
C2
WY
WE
WE
O
gbe
D
E
RC
RL
~ EG
RE
RE
I1 = I b
I2 = Ic
B
(β + 1)RE
RE
WE
gbe
 I 
R1 = 1 + c  RE = (1 + β )RE
 Ib 
 I 
 1
R2 = 1 + b  RE = 1 +  RE ≈ RE
 β
 Ic 
RL
E
RB2
RB1
RB2
~ EG
gce
gmube
RG
L
RG
WY
C
B
M
C1
gmube
WY
C
gce
RG
RL
RC
RB1
E
RB2
~ EG
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – rezystancja wej. i wyj.
iwe
ib
WE
ub’e
uwe
RG
B’
RB1
(β + 1)RE
ic
B
ube
uce
gbe
RB2
WY
il
g be =
gm
g ce =
uwy
gce
I CQ
RL
RC
ϕT
β
I CQ
U EY + U CEQ
gmube
EG ~
E
rwe
E
rweT
rweT =
rwe =
iwy
C
gm =
ub 'e
= rbe + RE (β + 1)
ib
u we
= RB1 || RB 2 || rweT
424
3
iwe 1
RB
rwyT
rwyT =
rwy =
rwy
uce
= rce
ic
u wy
iwy
= rce || RC
≈
rce >> RC
RC
14
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – skuteczne wzmocnienie napięciowe
iwe
WE
ub’e
uwe
RG
(β + 1)RE
B’
ib
RB1
ic
B
iwy
C
ube
uce
gbe
RB2
gce
WY
il
gm =
I CQ
g be =
gm
g ce =
uwy
RL
RC
ϕT
β
I CQ
U EY + U CEQ
gmube
EG ~
E
E
kusk
kusk =
u wy
eg
=
u wy
i u u
rbe
⋅ c ⋅ be ⋅ we = Robc ⋅ (− g m ) ⋅
⋅ γu
{
i ube u we eg R || r
rbe + RE (β + 1) {
r
1c 42
4 43
4 { 1
L wy
4444
4244444
3 we
γu
ku
≈−
rwe + RG
g m RC
R
≈− C
1+ g m RE
RE
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – skuteczne wzmocnienie prądowe
kisk
ig
iwe
ib
WE
ub’e
uwe
IG
RG
B’
RB1
(β + 1)RE
ic
B
ube
uce
gbe
RB2
g mube
gce
= β ib
E
kisk =
iwy WY il
C
uwy
RC
gm =
I CQ
g be =
gm
g ce =
RL
ϕT
β
I CQ
U EY + U CEQ
E
rwy
il il ic ib iwe
RB
RG
= ⋅ ⋅ ⋅
=
⋅ (− β ) ⋅
⋅
ig ic ib iwe ig rwy + RL
RB + [rbe + RE (β + 1)] RG + rwe
1424
3 { 14444442
424
3
4444443 1
ki
γi
k i = ku ⋅
rwe
RL
γi
15
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WK – schemat zastępczy
+ EC
RB1
WY
M
C1
WE
O
WE
D
E
C2
L
RG
WY
RG
RB1
RL
RE
~ EG
RL
RE
RB2
RB2
~ EG
B
gbe
WY
E
WE
gce
gmube
RG
RE
RB1
RL
C
RB2
~ EG
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WB – schemat zastępczy
+ EC
RC
RB1
WE
C2
O
E
LC1
RB2
RE
RC
RE
WE
RL
CB
αie
geb
RG
D
WY
C
E
WY
M
RL
B
~ EG
RG
~ EG
α – współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora w konfiguracji OB
α=
IC
β
=
IE β +1
16
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Porównanie konfiguracji wzmacniaczy z tranzystorem bipolarnym
KONFIGURACJA
Parametr
Wzmocnienie napięciowe
ku
WE
WK
WB
− g m Robc
≤1
g m Robc
(duże)
≈ −β
≈ (β + 1)
(duże)
(duże)
≈ rbe
≈ RB βRobc
(średnie)
(duże zależy od RL)
(małe)
≈ RC
 1 RG 

≈ RE 
+
 gm β 
(małe zależy od RG)
≈ RC
Max wzmocnienie
prądowe (RL =0)
ki
Rezystancja wejściowa
rwe
(duże)
Rezystancja wyjściowa
rwy
(duże)
≤1
≈ reb =
1
gm
(duże)
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres średnich częstotliwości
Parametry robocze wzmacniacza
Porównanie konfiguracji wzmacniaczy z tranzystorem unipolarnym
Parametr
KONFIGURACJA
WS
WD
WG
Wzmocnienie napięciowe
ku
-gmRobc
<=1
gmRobc
Rezystancja wejściowa
Rwe
≈ RGG
≈ RGG
1
GS + g m
Rezystancja wyjściowa
Rwy
RD rds
RS
1 + g m RS
≈ RD
17
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres dużych częstotliwości
Górna częstotliwość graniczna
kU
zakres częstotliowsci
[dB]
małe
duże
średnie
kU 0
3dB
fd
100
f
fg
101
103
102
104
105
[log]
106
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres dużych częstotliwości
Górna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
i1
RG
ib
WE
RB1
Y
ic
gbe
RB2
i2
C
If
ube
u1
cbc
X
B
uce
gce
cbe
WY
il
u2
RC
RL
gmube
EG ~
E
E
W układzie występuje sprzężenie wejścia z wyjściem (poprzez Cbc), aby łatwiej analizować,
upraszczamy schemat tworząc schemat unilateralny.
Przy tworzeniu schematu unilateralnego korzystamy z I twierdzenia Millera:
Zjawisko zwielokrotniania pojemności (ogólnie amditancji) między
wejściem i wyjściem wzmacniacza, w stosunku zależnym od ku
18
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
I twierdzenie Millera
Z
I1
1
I2
1
2
I1
3
I1 =
U1 − U 2
Z
I2 =
Z1 =
U 2 − U1
Z
Z2
I1 =
Z
Z
=
U 2 1 − ku
1−
U1
I2
Z1
U1
U2
U1
2
3
Z2 =
U1
Z1
I2 =
U2
U2
Z2
Z
Z
=
U1
1
1−
1−
U2
ku
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres dużych częstotliwości
Górna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
i1
ib
WE
RB1
Y
ic
gbe
RB2
i2
C
If
ube
u1
RG
cbc
X
B
WY
uce
u2
gce
cbe
il
RL
RC
gmube
EG ~
E
E
Cbc zastępujemy pojemnościami CX i CY równolegle włączonymi do gbe i gce.
CX i CY takie by admitancja widziana z zacisków X-E i Y-E była taka sama dla obu schematów
i1
ib
WE
Y
ic
RB1
uce
gbe
RB2
cbe
CX
CY
gce
WY
il
u2
RC
RL
gmube
EG ~
E
jωC X =
i2
C
ube
u1
RG
X
B
If
U1
= jω ⋅ cbc ⋅ (1 − ku )
E
jωCY =
−If
U2

1
= jω ⋅ cbc ⋅ 1 −
k
u


 ≈ jω ⋅ cbc << Robc

19
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres dużych częstotliwości
Górna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
1
rwe
jω ⋅ cwe
ku
=
kusk ( jω ) = ku
RG
1
+1
+ RG jω ⋅ cwe ⋅ RG +
rwe
rwe
jω ⋅ cwe
gdzie: cwe = cbe + C X = cbe + cbc (1 − ku )
Górna częstotliwość graniczna fg wyznaczamy poprzez wyliczenie bieguna funkcji ku(jω).
ω ⋅ cwe ⋅ RG +
gdzie: ω = 2πf g
fg =
RG
+1 = 0
rwe
1
2 ⋅ π ⋅ cwe ⋅ rwe RG
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres dużych częstotliwości
Górna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
Wartość górnej częstotliwości granicznej można ograniczać poprzez dodanie do układu dodatkowego
kondensatora Cd pomiędzy B a C. Wówczas zastępcza pojemność wejściowa układu:
+ EC
RB1
Cd
RC
C2
cwe = cbe + (cbc + Cd )(1 − ku )
WY
C1
WE
RG
RL
RB2
~ EG
RE
CE
20
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres dużych częstotliwości
Górna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE ze SZ
i1
RG
ib
WE
B’
(β + 1)RE
B
X
ic
Y
ub’e
u1
RB1
uce
gbe
RB2
cbe
CX
gce
CY
WY
il
u2
RC
RL
gmube
EG ~
E
cwe = cbe
i2
C
E
rbe
+ cbc (1 − ku )
rbe + (β + 1)RE
fg =
1
2 ⋅ π ⋅ cwe ⋅ rwe RG
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres dużych częstotliwości
Górna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WK
cbe
i1
RG
ib
WE
B
RB1
ie
RB2
i2
E
ube
ubc
u1
gbe
uec
gce
cbc
WY
il
u2
RE
RL
gmube
EG ~
C
fg =
C
1


cbe

2 ⋅ π ⋅ RG RB ⋅  cbc +

g m ⋅ rce RE RL 

21
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres dużych częstotliwości
Górna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WB
i1
ie
WE
ueb
u1
RG
i2
C
E
WY
ucb
geb
RE
cbe
αie
il
u2
cbc
RL
RC
EG ~
B
f g1 =
B
1
2 ⋅ π ⋅ RG RE reb ⋅ cbe
fg2 =
1
2 ⋅ π ⋅ RL RC ⋅ cbc
Zazwyczaj stała czasowa obwodu wejściowego jest znacznie mniejsza niż wyjściowego, zatem:
fg = fg2
ze względu na małe Cwe (praktycznie nie występuje efekt Millera) układ stosowany głównie dla wysokich f
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres małych częstotliwości
Dolna częstotliwość graniczna
kU
zakres częstotliowsci
[dB]
małe
duże
średnie
kU 0
3dB
fd
100
101
f
fg
102
103
104
105
106
[log]
22
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres małych częstotliwości
Dolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
Spadek
wzmocnienia
przy
częstotliwościach
jest
skutkiem
reaktancji kondensatorów C1, C2, C3.
niskich
wzrostu
+ EC
Wpływ
kondensatorów
na
ch-yki
częstotliwościowe bada się przy oddzielnym
uwzględnieni każdego z kondensatorów.
RC
RB1
C2
WY
C1
WE
RG
RL
RB2
RE
~ EG
CE
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres małych częstotliwości
Dolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
C1
IG
RG
C2
RB
gmube
rbe
gce
f1 =
1
2πC1 (rwe + RG )
f2 =
2πC (r
RL
RC
1
2
RE
C2
1+
rbe
RG
RB
gmube
RE (1 + β )
C E
(1 + β
)
+ RL )
CE
C1
IG
wy
gce
RC
RL
fE =
RE (1 + β )
Rg RB + rbe
2πRE C E
23
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres małych częstotliwości
Dolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WK
+ EC
RB1
C1
WE
C2
WY
RG
RB2
RL
RE
~ EG
f1 =
1
2πC1 (rwe + RG )
f2 =
1
2πC2 (rwy + RL )
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres małych częstotliwości
Dolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WB
+ EC
RB1
RC
C2
C1
WY
WE
RL
CB
RB2
RE
RG
~ EG
f1 =
1
2πC1 (rwe + RG )
f2 =
1
2πC2 (rwy + RL )
fB =
1
2πC B RB
24
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Zakres małych częstotliwości
Dolna częstotliwość graniczna
Wartość dolnej częstotliwości granicznej będzie zależała od wzajemnego usytuowania biegunów
składowych częstotliwości.
Gdy istnieje biegun dominujący, tzn. większy od największego z pozostałych o co najmniej dwie
oktawy (4 razy) to fd przyjmuje wartość:
f d ≈ f max
Gdy wszystkie bieguny nie są od siebie odległe (wzajemne oddalenie mniejsze niż 2 oktawy) to
fd przyjmuje wartość:
f d ≈ 1,1 f1 + f 2 + ... + f n
2
2
2
n – ilość biegunów
Gdy bieguny są sobie równe to fd przyjmuje wartość:
fd ≈
f1
n
2 −1
25

Podobne dokumenty