Выходные каскады. Выбор каскада. Принципиальные схемы трансформаторных выходных каскадов, страница 8

          Транзистор в каскаде выбирается по требуемой мощности рассеяния на коллекторе (P_кдоп = 4‚ 5 P_н) и необходимой предельной частоте усиления. Сопротивления резисторов в цепях коллекторов обычно принимаются в пределах R_к = (3‚ 5) R_вхок. Их также можно найти из соотношений для коэффициентов усиления (4.47), которые составляют  несколько единиц. Емкость конденсатора в цепи базы второго транзистора, предназначенная для шунтирования базы по переменному току, рассчитывается по принятому для этой цепи коэффициенту частотных искажений

                                                     C_б  ,                                      (4.49)

где R_б2 = (H₁₁// R3//R4). 

          Другой разновидностью каскада с эмиттерной связью является каскад с последовательным питанием (каскодная схема), которая в качестве фазоинверсного используется редко.

4.6. Эмиттерный повторитель

В выходных каскадах, работающих на низкоомную нагрузку, в первую очередь на кабель, применяется включение транзисторов с общим коллектором (стоком). При этом наилучшие условия передачи сигнала достигаются при согласовании кабеля на обоих концах, для чего к выходным выводам кабеля должно быть подключено активное сопротивление R_н, равное его волновому сопротивлению ρ, а также выходное сопротивление каскада тоже должно быть равно волновому сопротивлению. В тех случаях, когда выходное сопротивление каскада меньше волнового сопротивления, последовательно с нагрузкой включается дополнительное сопротивление R_доп, чтобы сумма выходного и дополнительного сопротивлений равнялась волновому сопротивлению кабеля (R_вых + R_доп. = r ).

Такая схема носит название  эмиттерного повторителя (Рис.4.7). При работе каскада на обычную нагрузку между ней и резистором в цепи эмиттера R_э включается разделительный конденсатор. 

Рис.4.7. Схема эмиттерного повторителя

Эмиттерный повторитель представляет собой каскад, охваченный стопроцентной последовательной отрицательной обратной связью по напряжению и характеризуется следующими показателями: номинальным коэффициентом усиления по напряжению

                                                          K_п =     ^K     =   ^SR'э      ,                                           (4.50)

                                                                   1+ bK    '1+ SR _э

где R’_э = R_э // R_н – приведенное сопротивление в цепи эмиттера; входным сопротивлением

                                          R_вхп = H₁₁⋅ (1 + SR’_э) = H₁₁ + (1+H₂₁)⋅ R’_э ;                 (4.51)

выходным сопротивлением

R ⋅ R

Rвыхп. = R^э+ R^выхок ,                                                 (4.52) э           выхок

где R_выхок – выходное сопротивление схемы с общим коллектором.

Эмиттерный повторитель обладает более широкой полосой пропускания по сравнению с каскадом с общим эмиттером, так как отрицательная обратная связь заметно снижает постоянную времени области высших частот, которая для повторителя равна

t

                                                       tвп = '1+ SR^в  .                                                     (4.53)

э

Также эмиттерный повторитель за счет ООС обладает меньшей входной емкостью, рассчитываемой по формуле

                                                      C_вхп = ^Сбэ + С_к .                                              (4.54)

'1+ SR _э

Расчет эмиттерного повторителя сводится к выбору транзистора, определению сопротивления в цепи эмиттера и соответственно режиму работы схемы (положению рабочей точки), расчету основных параметров схемы.

Выбор транзистора производится по требованиям к каскаду с общим эмиттером. Дополнительно производится проверка на величину мощности рассеяния на коллекторе с учетом класса работы.

Величина резистора в цепи эмиттера при работе каскада на низкоомную нагрузку (кабель) выбирается по условию R_э = (10‚ 20)r с тем, чтобы ограничить протекающий через транзистор ток. Другим способом выбора R_э является задание коэффициента передачи повторителя в пределах 0.8‚ 0.9 и последующий его расчет с использованием формулы 4.43. Также можно определить величину этого резистора по соотношению R_э =0.5Е_о / I_ко, приняв режим работы транзистора U_ко = 0.5Е_о, I_ко=(1.2‚ 1.5 )U_выхm / r.

Определение элементов цепи смещения (резисторов делителя напряжения R1 и R2), емкостей разделительных конденсаторов производится по условиям расчета каскада с общим эмиттером.