Цель работы – получение законченных аналитических выражений для расчета коэффициента усиления, полосы пропускания и значений элементов корректирующих цепей наиболее известных и эффективных схемных решений построения усилительных каскадов на полевых транзисторах (ПТ). Основные результаты работы – вывод и представление в удобном для проектирования виде расчетных соотношений для усилительных каскадов с простой индуктивной и истоковой коррекциями, с четырехполюсными диссипативными межкаскадными корректирующими цепями второго и четвертого порядков, для входной и выходной корректирующих цепей. Для усилительного каскада с межкаскадной корректирующей цепью четвертого порядка приведена методика расчета, позволяющая реализовать заданный наклон его амплитудно-частотной характеристики с заданной точностью. Для всех схемных решений построения усилительных каскадов на ПТ приведены примеры расчета.
1 ВВЕДЕНИЕ
Расчет элементов высокочастотной коррекции является неотъемлемой частью процесса проектирования усилительных устройств. В известной литературе материал, посвященный этой проблеме, не всегда представлен в удобном для проектирования виде. В этой связи в статье собраны наиболее известные и эффективные схемные решения построения широкополосных усилительных устройств на ПТ, а соотношения для расчета коэффициента усиления, полосы пропускания и значений элементов корректирующих цепей даны без выводов. Ссылки на литературу позволяют найти, при необходимости, доказательства справедливости приведенных соотношений.
Особо следует отметить, что в справочной литературе по отечественным ПТ [1, 2] не приводятся значения элементов эквивалентной схемы замещения ПТ. Поэтому при расчетах следует пользоваться параметрами зарубежных аналогов [2, 3] либо осуществлять проектирование на зарубежной элементной базе [3].
2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ
В соответствии с [4, 5, 6], предлагаемые ниже соотношения для расчета усилительных каскадов на ПТ основаны на использовании эквивалентной схемы замещения транзистора, приведенной на рисунке 2.1,а, и полученной на её основе однонаправленной модели, приведенной на рисунке 2.1,б.
|
|
|
| а) | б) |
Рисунок 2.1
Здесь СЗИ – емкость затвор-исход, СЗС – емкость затвор-сток, ССИ – емкость сток-исток, RВЫХ – сопротивление сток-исток, S – крутизна ПТ, СВХ =.CЗИ +СЗС (1+SRЭ ), RЭ =RВЫХ RН /(RВЫХ +RН ), RН – сопротивление нагрузки каскада на ПТ, CВЫХ =ССИ +СЗС .
3 РАСЧЕТ НЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ИСТОКОМ
3.1 ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД
Возможно вы искали - Реферат: Расчет непосредственного преобразователя частоты
Принципиальная схема некорректированного усилительного каскада приведена на рисунке 3.1,а, эквивалентная схема по переменному току - на рисунке 3.1,б.
|
|
|
| а) | б) |
Рисунок 3.1
В соответствии с [6], коэффициент усиления каскада в области верхних частот можно описать выражением:
, (3.1)
где ; (3.2)
; (3.3)
Похожий материал - Реферат: Расчет погрешности вольтметра
; (3.4)
; (3.5)
; - текущая круговая частота.
При заданном уровне частотных искажений
(3.6)
Очень интересно - Реферат: Расчет показателей эффективности радиосвязи
верхняя частота fВ полосы пропускания каскада равна:
, (3.7)
где 
.
Входное сопротивление каскада на ПТ, без учета цепей смещения, определяется входной емкостью:
. (3.8)
Вам будет интересно - Реферат: Расчет полевого транзистора
Пример 3.1. Рассчитать fB , RC , CВХ каскада, приведенного на рисунке 3.1, при использовании транзистора КП907Б (СЗИ =20 пФ; СЗС =5 пФ; ССИ =12 пФ; RВЫХ =150 Ом; S=200 мА/В [7]) и условий: RН =50 Ом; YB =0,9; K0 =4.
Решение. По известным K0 и S из (3.2) найдем: RЭ =20 Ом. Зная RВЫХ , RН и RЭ , из (3.3) определим: RС = 43 Ом. По (3.4) и (3.5) рассчитаем: С0 =17 пФ; =
. Подставляя известные и YВ в (3.7), получим: fB =227 МГц. По формуле (3.8) найдем: СВХ =45 пФ.
3.2 ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД
Принципиальная схема каскада приведена на рисунке 3.2,а, эквивалентная схема по переменному току - на рисунке 3.2,б.
|
|
|
| а) | б) |
Рисунок 3.2
Коэффициент усиления каскада в области верхних частот описывается выражением (3.1), в котором значения RЭ и С0 рассчитываются по формулам:
; (3.9)
Похожий материал - Реферат: Расчет преобразователя
, (3.10)
где СВХ – входная емкость нагружающего каскада.
Значения fB и СВХ каскада рассчитываются по соотношениям (3.7) и (3.8).
Пример 3.2. Рассчитать fB , RC , CВХ каскада, приведенного на рисунке 3.2, при использовании транзистора КП907Б (данные транзистора в примере 3.1) и условий: YB =0.9; K0 =4; входная емкость нагружающего каскада - из примера 3.1.