Биполярные транзисторы обладают хорошими усилительными свойствами

   Биполярные транзисторы обладают хорошими усилительными свойствами в сочетании с высоким быстродействием, что обусловило их широкое использование как усилительных элементов в кремниевых аналоговых ИС.

    Простейшая схема усилительного каскада на основе БТ показана на рис.1.

На рис 2 представлена его эквивалентная схема для малого сигнала.

     Входное сопротивление каскада rвх зависит от режима работы и составляет

                                                                  (1)

где  — крутизна транзистора (передаточная проводимость).

         С учетом выходного сопротивления генератора и при условии  коэффициент усиления каскада равен

                                                                                 (2)

         При этом возможны два крайних случая. Если

то входной сигнал не делится на входе и коэффициент усиления составляет. Для противоположного случая -. В первом случае входное сопротивление БТ велико по сравнению с выходным сопротивлением генератора входного сигнала и коэффициент усиления определяется крутизной транзистора. При этом коэффициент усиления существенно зависит от режима, поскольку.

         Во втором случае транзистор управляется током (его входное сопротивление мало) и коэффициент усиления определяется коэффициентом усиления базового тока, который от режима в определенной области токов практически не зависит.

         Теоретически для достижения максимального коэффициента усиления необходимо повысить сопротивления нагрузки до величины, которая много больше выходного сопротивления транзистора в схеме с общим эмиттером . Однако реализация высокоомных резисторов в ИС затруднена, кроме того с увеличением сопротивления нагрузки приходится повышать напряжение питания для сохранения приемлемой крутизны или входного сопротивления БТ.

         Более эффективный способ повышения коэффициента усиления – применение токовой нагрузки. На рис. 3 показана схема усилитель — каскада, использующего в качестве нагрузки токовое зеркало на основе р-п-р транзисторов. Коэффициент усиления такого каскада равен

                                                     ,                                     (3)

где Gn и Gp – выходные проводимости п-р-п и р-п-р транзисторов.

         Преимущество такой схемы заключается также в том, что для задания тока в БТ применяется резистор R3, никак не влияющий на усиление, что позволяет использовать низковольтные источники питания.

         Частотные свойства каскадов с общим эмиттером можно оценить по известной формуле

          ,                                                    (4)

где — время жизни в базе неосновных носителей

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector