Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов (структура усилителя - OК-ОЭ-ОБ, Еп+ 9 В, Еп- 5 В), страница 4

7. Анализ воздействия дестабилизирующих факторов

на работу каскада на постоянном токе(5 этап).

Анализ воздействия дестабилизирующих факторов на положение

ИРТ в каскадах проведём с помощью эквивалентной схемы каскада.

7.1. Определим исходные значения нестабильностей DUбэ и Db входящих

в эквивалентную схему:

 а) Dt°C=(tmax- tном )°C=(85-20) °C=65°C;

     DUбэ=DUбэt+DUбэT;

     DUбэT = 30 мВ из п.2;     DUбэt=2,1×10-3 ×Dt°C=136,5 мВ;

     DUбэ=(30+136,5)×10-3 =166,5 мВ;

 б) b= h21э = 100;

     Db=Dbt+DbT;

     DbT=15 из п.2;    Dbt=0,005×b×Dt°C=32,5;

     Db=Dbt+DbT=15+32,5=62,5;

7.2. Вычислим для каждого каскада собственные нестабильности DIк01,

     DIк02, DIк03 коллекторных токов Iк01, Iк02, Iк03 :

  а) 1-й каскад (ОК).

      Этот каскад и следующий не связанны эмиттерами Þ для расчёта DIк01

      используем следующую формулу:

      DIк01=[DUбэ×g21+Db×Iбо1(1+ g11×Rб1)]/(1+ g21×Rэ1+ g11×Rб1)

      где Rб1 – сопротивление внешней цепи, подключённой к базовому  

      выводу транзистора VT1;  Rэ1 – сопротивление внешней цепи,

      подключённой к эмиттерному выводу транзистора VT1;

Из схемы синтезированной на 2 этапе Rб1= R1ïïR2; Þ

      Rб1=(R1×R2)/( R1+R2);

      Rэ1= Rэ01ïï RвхОЭf ; RвхОЭf=1/gвхОЭf=(1+g21× Rэ2)/g11(из табл.3)

      Rэ2= Rэ02=0,5 кОм (из п.6) т.е. Rэ1= (Rэ01×RвхОЭf)/ (Rэ01+RвхОЭf)

Расчёт g – параметров для каскада ОЭ :

      g11 – входная проводимость транзистора

      g21 – крутизна транзистора S,

      g22 – выходная проводимость транзистора

      g11= g21/ h21э;  g21= Iк02/mUТ;  m=1+ rб Iк02/0,026 h21э; UТ=0,026 В;

      m1=1,023 Þ g21= 0,075 См Þ g11=7,5×10-4 См ;  

      g22» Iк02/| Uer|=2×10-3/150=13,3×10-6 См

      для вычисления DIк01 осталось рассчитать:

1.  Iб01 »Iк01 / h21э=2×10-3/100=20 мкА;

2.  Rб1=(R1×R2)/( R1+R2)=(23,2×4,8)×106/(23,2+4,8)×103=3,98 кОм;

3.  RвхОЭf=1/gвхОЭf=(1+g21× Rэ2)/g11=(1+0,075×500)/7,5×10-4=

=51,33 кОм;                                                                                               

4.  Rэ1= (Rэ01×RвхОЭf)/ (Rэ01+RвхОЭf)=850×5,133×104/(850+5,133×104)=

=836,15 Ом;

      Т.о. DIк01=[DUбэ×g21+Db×Iбо1(1+ g11× Rб1)]/(1+ g21× Rэ1+ g11× Rб1)=

       =0,26 мА;

 б) Расчет нестабильности DIк0 каскодного соединения (ОЭ-ОБ) 

      производим только с учетом нестабильности DIк02 каскада ОЭ,

      считая, что каскад ОБ не вносит существенных изменений в общую

      нестабильность усилителя.

      Т.е. DIк02=[DUбэ×g21+Db×Iбо2(1+ g11× Rб2)]/(1+ g21× Rэ2+ g11× Rб2),

      где Rб2 – сопротивление внешней цепи, подключённой к базовому 

      выводу транзистора VT2;  Rэ2 – сопротивление внешней цепи,

      подключённой к эмиттерному выводу транзистора VT2 оно равно

      сопротивлению резистора включённого в эмиттерную цепь VT2,

      т.к. больше к этому эмиттерному выводу ничего не подключено,

      т.е. Rэ2=500 Ом;

      Т.к.Iк01= Iк02=2 мА,то g11 ,g21,g22 ,Iбо1 и Iбо2  для 1-го и 2-го каскадов совпадают;

      Т.о. осталось вычислить Rб2:

      Rб2= Rэ01ïï RвыхОК

RвыхОК=(1+ g11 ×Rс)/ g21= RвхОБf=(1+ g11 ×Rб1)/ g21=(1+7,5×10-4×3980)/0.075=53,13Ом,

      Rб2= Rэ01×RвыхОК/( Rэ01+RвыхОК)=850×53,13/(850+53,13)=50 Ом;

      Т.о. DIк02=[DUбэ×g21+Db×Iбо2(1+ g11× Rб2)]/(1+ g21× Rэ2+ g11× Rб2)=0,36 мА;

7.3.   Определение искомого значения DIк3S - общее отклонение тока

          DIк03 от прогнозируемого значения.

DIк3S возникает в результате того, что в многокаскадных схемах с непосредственным их соединением наибольший уровень нестабильности

ИРТ наблюдается в оконечном каскаде, т.к. в этом каскаде помимо собствен-

ной внутрикаскадной нестабильности, действуют и нестабильности ему предшествующих каскадов.

В результате:  DIк3S =DIк3 +DIк3.2 +DIк3.1           

Рассмотрим  3-й каскад (ОБ), т.к. мы считаем, что каскад ОБ не вносит

существенных изменений в общую нестабильность усилителя, то DIк3=0;

Т.о.DIк3S =DIк3.2 +DIк3.1 , где  DIк3.2 ,DIк3.1 – изменения тока Iк03 в 3-м каскаде,

возникающее вследствие нестабильности 2-го и 1-го каскадов.

DIк3.2=DIк02×Rн2×К3/ Rн3;

DIк3.1=DIк01× Rн1×К2×К3/ Rн3;

Rн1, Rн2, Rн3 – полное сопротивление нагрузки соответственно в 1-ом, 2-ом и

3-м каскадах;