Коэффициент передачи ЭД и его АЧХ. в области верхних частот

Для определения коэффициента передачи зададим и заменим транзистор относительно его выходных зажимов эквивалентным активным двухполюсником. Но в отличие от ИП здесь анализ будет проще, если активный двухполюсник взять с генератором ЭДС (рис.7б)

 

 

Рис.7

причем на основе рис. 7, а. ЭДС холостого хода

 

Эта формула справедлива на всех частотах, даже на высших, так как модуль полного сопротивления коллекторного перехода . На эквивалентной схеме сопротивление должно быть взято для (т.е. )

К выходным зажимам активного двухполюсника подключаем сопротивление нагрузки транзистора . В области средних частот согласно (10) , (емкость нагрузки на этих частотах можно не учитывать) и коэффициент передачи

 

В области высших частот выходное сопротивление состоит из и (рис. 8,а).

 

Рис.8

Поэтому в случае чисто резистивной нагрузки с повышением частоты при неизменной амплитуде входного напряжения будет уменьшаться амплитуда тока в цепи из-за увеличения индуктивного сопротивления , а значит, будет уменьшаться и коэффициент передачи (на верхних частотах). Соответствующая АЧХ представлена кривой 1 на pис. 8б.

Если же нагрузка резистивно-емкостная (), то эквивалентная схема выходной цепи ЭП представляет собой последовательный колебательный контур, включающий два сопротивления (рис.8, а). При приближении к частоте резонанса полное сопротивление цепи уменьшается, а значит, амплитуда тока в ней увеличиваются. Из-за этого на АЧХ может быть подъем (кривая 2). Из теории цепей известно, что на частоте резонанса напряжение на любой из реактивностей последовательного колебательного контура, в том числе и на емкости, в Q раз (Q - добротность) больше, чем ЭДС, - здесь равная . Следовательно, на частоте резонанса K=Q т.е. коэффициент передачи повторителя равен добротности контура. Значит, если Q > K₀, подъем на АЧХ ЭП существует. Однако максимальный коэффициент передачи обычно не превышает 1,5-2, а у повторителей на высокочастотных транзисторах не более 1,2, так как оказывается малой.

При изменении изменяется частота максимума характеристики, примерно совпадающая с резонансной частотой контура. Но одновременно изменяется и вносимое нагрузкой R_н последовательное сопротивление контура, а значит, и добротность Q. Оказывается, что подъем на характеристике существует только в том случае, если емкость нагрузки не очень мала и не очень велика: . Значение составляет обычно десятки или сотни пФ, а - тысячи или десятки тысяч пФ.Для устранения подъема достаточно уменьшить (например, путем уменьшения R_э) что ухудшит добротность эквивалентного контура.

 

Контрольные вопросы

1. Обоснуйте эквивалентную схему рис 7б. Почему

На каком основании записана формула (12)?

Каковы причина и условие существования подъема на АЧХ ЭП?