гает
максимума, а затем асимптотически
уменьшается до нуля.
Анализируя
функцию ϕ(ω)
,
нетрудно показать, что она имеет мак-
симум
при частоте ω ϕm
=
ω oe
1
+ β oe
γ
б
.
Максимальная фаза тем
ближе
к − 90 0
,
чем больше величина 1 + β oe
γ
б
.
Рис.
6.15. Частотные характеристики входного
сопротивления, а –
амплитудно-частотные;
б – фазо-частотныеГлава 6. Усилители на биполярных транзисторах
Из формулы (6.70) заменой оператора получаем частотную
характеристику коэффициента усиления:
"Ku =
K
u0 ,ω
1+ j
ωB
(6.76)
где верхняя граничная частота ω B есть величина, обратная
постоянной времени τ B :
– 115 –
Л.В.
Кропочева. «Усилительные устройства»
ωB
=
1
+ β oe
γ
б
.
τ′
+ + τ′Кβ
(6.77)
Частотные
характеристики K
рис. 6.16.
Рис. 6.16. Частотные характеристики коэффициента усиления,
а – амплитудно-частотные; б – фазо-частотные
Коррекция фронта
Из теории усилителей известно, что при соединении каска-
дов усиление растет быстрее, чем время нарастания, и доброт-
ность повышается. Поэтому с точки зрения переходных и час-
тотных свойств выгоднее использовать два каскада вместо од-
ного при том же коэффициенте усиления. Усиление каскада вы-
годно уменьшать с помощью отрицательной обратной связи, вво-
дя последовательное сопротивление R0 в цепь эмиттера (рис.
6.17,а). Такая обратная связь повышает стабильность, линейность
– 116 –
и
входное сопротивление каскада. Однако
одновременно снижа-
ется
его добротность, так как к сопротивлению
rЭ
в
выражении
0,45β
Глава 6. Усилители на биполярных транзисторах
добавляется R0 , имеющее обычно го-
τ ′ + τ ′К R Г + rб + rЭβ
раздо бoльшую величину. Снижение добротности каскада озна-
чает, что его коэффициент усиления падает сильнее, чем время
нарастания, т.е. выигрыш от использования двух каскадов вмес-
то одного уменьшается. Для восстановления добротности каска-
Д=
да R0 шунтируют небольшой C 0 , которую называют корректиру-
ющей. Идея такой коррекции заключается в том, чтобы «закоро-
тить» R0 на первом этапе переходного процесса. Тем самым бу-
дут сильно увеличены начальный ток базы и начальная скорость
нарастания тока эквивалентного генератора βI б . Соответствен-
но сократиться время нарастания фронта.
Поскольку R0 вводиться специально для создания отрица-
тельной обратной связи, естественно считать, что R0 〉〉 rЭ . Для
упрощения анализа положим rЭ = 0 . Тогда эквивалентная схема
каскада будет такой, как показано на рис. 6.17,б.
В области средних частот, когда емкостью C 0 можно пре-
небречь, коэффициент усиления будет выражаться формулой (6.40),
в которой rЭ следует заменить сопротивлением R0 :
K u0 =
где γ б =
R
0.
R Г + rб + R0
(1 + β oe γ б )(R Г
β oe (R K R H )
+ rб + R0 )
,
(6.78)
– 117 –
Л.В.
Кропочева. «Усилительные устройства»
Чтобы
найти время нарастания, нужно сначала
записать изображение
K
u
(s
) . Воспользуемся выражением (6.24), заменив
в выражении для R BX
величину
rЭ
операторной
величиной Z 0
(
s ) =
R
τ 0 = C 0 R0 .
1 + sτ 0
Рис. 6.17. Принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы каскада
с обратной связью и коррекцией фронта
Тогда после некоторых преобразований можно привести изоб-
ражение K u (s) к виду
s
(τ oe + γ Эτ 0 ) + s γ Эτ oeτ 01 + β oe γ б
Анализируя оригинал этого изображения с точки зрения от-
1+
2
K u ( s) = K u 0
1 + sτ 0
.
(6.79)
′сутствия выбросов (т.е. полагая k
u (t ) = 0 при t = ∞ ), можно по-казать, что критический режим соответствует условию
τ 0 = C 0 R0 =
τ
oe.
1 + β oe
(6.80)
– 118 –
