Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
уменьшение входного импеданса, равного X/joiCj , который на частоте 100
МГц может составлять всего лишь несколько десятков Ом. Влияние Сд обычно
можно компенсировать включением ее, как одной из составляющих, в
резонансный контур в цепи стока. Это позволяет избежать шунтирующего
действия данной емкости, которое имело бы место при резистивной нагрузке.
Внутренние емкости не являются единственным обстоятельством, которое
влияет на усиление в области высоких частот. При точном расчете
необходимо принять во внимание тот факт, что крутизна gm , сопротивление
rd , выражающее наклон стоковых характеристик, и сопротивление г^ между
Специальные схемы для высоких частот 159
затвором и истоком, - все они уменьшаются по величине на высоких
частотах. На частоте 100 МГц крутизна и rd могут упасть наполовину по
сравнению с их низкочастотными значениями, а сопротивление затвор-исток
может составлять всего лишь 10 кОм вместо сотен мегаом, которых следует
ожидать на низких частотах. Однако емкости являются главной причиной
уменьшения усиления на высоких частотах.
7.5 Специальные схемы для высоких частот
7.5.1 Вступление
Единственным наиболее важным барьером на пути эффективного усиления в
области высоких частот является эффект Миллера, из-за которого любая
емкость между выходом и входом сказывается, по существу, как емкость,
увеличенная в число раз, равное коэффициенту усиления напряжения в данной
схеме. Во всех схемах, о которых пойдет речь, предпринята попытка
минимизировать эффект Миллера путем уменьшения фактической емкости
обратной связи.
С практической точки зрения следует заметить, что экспериментальная
проверка высокочастотных свойств усилителей представляет собой
специальную задачу, в которой обычный метод "генератор - усилитель -
осциллограф" может давать результаты, вводящие в глубокое заблуждение,
всего лишь из-за того, что применяются более экзотические осциллографы с
частотной характеристикой, остающейся ровной вплоть до частот выше 50
МГц. Прежде всего, фактически все осциллографы обладают входной емкостью
порядка 30 пФ, а соединительные провода внесут дополнительную емкость;
даже при использовании специальных высокочастотных пробников следует
ожидать некоторого взаимодействия между измерительным прибором и схемой.
В этом параграфе рассматриваются схемы, интересные, главным образом, сами
по себе; при этом не приходится ожидать, что читатель сможет аккуратно
проверить их на высоких частотах. Однако тот, кто захочет
поэкспериментировать, приобретет практический навык усиления радио-и
телевизионных сигналов с помощью соответствующих схем.
7.5.2 Схема с общей базой
Включение транзистора по схеме с общей базой, когда сигнал подается на
эмиттер, обеспечивает тот же самый коэффициент усиления напряжения, что и
более привычная схема с общим эмиттером. Недостаток схемы с общей базой
состоит в малом входном сопротивлении, которое в hJe раз меньше, чем у
схемы с общим эмиттером; поэтому во столько же раз меньшим является
усиление мощности.
Достоинство схемы с общей базой на высоких частотах заключается в
160 Усиление на высоких частотах
том, что база действует как экран между входом и выходом, так что
эффектом Миллера можно пренебречь. Ослаблению на высоких частотах
препятствует также присущее схеме малое входное сопротивление, при
котором влияние реактивного сопротивления емкости база-эмиттер
оказывается не таким значительным, как в случае схемы с общим эмиттером.
На рис. 7.12 показана практическая схема с общей базой. Расчет величин
компонентов для правильного режима по постоянному току точно такой же,
как для стабилизированной схемы с общим эмиттером, приведенной на рис.
1.20. В этом каскаде коллекторный ток покоя равен 1 мА, а потенциал базы
поддерживается таким, чтобы обеспечить падение напряжения величиной 1В на
1-килоомном резисторе в цепи эмиттера. Осуществлена развязка базы
относительно земли; другими словами, конденсатор емкостью 10 мкФ
пропускает все переменные сигналы прямо на землю. Выходной сигнал обычным
образом снимается с коллекторной нагрузки, имеющей сопротивление 4,7 кОм.
Рис. 7.12. Усилитель напряжения на транзисторе, включенном по схеме с
обшей базой.
На рис. 7.13 приведена упрощенная эквивалентная схема для схемы с общей
базой, включающая внутренние емкости. Первое, что необходимо отметить,
это то, что входной сигнал приложен непосредственно к малому эмиттерному
сопротивлению г , где
ге*^Ом. Кб-5)]
h.
(1Е - эмиттерный ток в миллиамперах.)
Во-вторых, емкость, шунтирующая входное сопротивление, - это только СЬе,
к которой не прибавляется никакая емкость обратной связи, увеличенная за
счет эффекта Миллера. В третьих, направление тока у генератора тока в
выходной цепи противоположно тому, каким оно было в схеме с
Специальные схемы для высоких частот 161
е 'г /> с
Рис. 7.13. Эквивалентная схема усилителя с транзистором, включенным по
схеме с общей базой.
общим эмиттером. В результате входной и выходной сигналы оказываются в
