Elektronika W Zad cz 2 3

W CuRymki - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Ci*ii I Analiza malosygnalowa układów półprzewodnikowych

_ ^11 _ ^l .V?ą__1__1

A .Vu(K_r +Y_l+ y,, ) y_M 1,0 mS

C3.16.19)

nic ulega zmianie, a to oznacza Ze współczynnik podziału napięcia w obwodzie wejściowym pozostaje na wartości 0,625. czyli:

(3.16.20)

Ad 3. Konieczność uwzględnienia niezerowej wartości parametru /i_/? nie powoduje przy tej metodzie postępowania żadnych dodatkowych trudności. Po przeliczeniu nowych wartości parametrów h_r na parametry y okaże się, że y_;2 ź 0, co w przedstawionych zależnościach zmieni tylko wynik obliczenia wyznacznika zl (pauz rysunek 3.16.11 i wyrażenie 3.16.19).

Okazuje się, że wpływ y_tj ^ 0 na wartość k_r uwidacznia się tylko poprzez zmianę rezystancji wejściowej. Powtórzmy, że wartość wzmocnienia k„ od y/z nie zależy, co uwidacznia się w przedstawionych obliczeniach w taki sposób, że ten element macierzy jest skreślany zarówno przy obliczaniu licznika jak i mianownika wyrażenia 3.16.IB. Pod względem fizykalnym tłumaczy się to faktem, że przy tym podejściu traktujemy napięcie wejściowe jako wymuszane przez źródło o charakterze SEM, a więc niezależne od zjawiska oddziaływania zwrotnego w tranzystorze.

li Rezystancja wejściowa wzmacniacza

Rezystancję wejściową wzmacniacza definiujemy jako /?„, = u_nJi_Kt. a więc można ją obliczyć lub zmierzyć znając napięcie i prąd wejściowy. Pomiar tych wielkości jest jednak trudny, zwłaszcza przy sygnałach zmiennych. Znacznie łatwiej można zmierzyć napięcie wyjściowe wzmacniacza i na tym bazuje metoda pomiaru R„_fprzedstawiona na rysunku, wykorzystująca dodatkowy' rezystor szeregowy R_s.

Najpierw dla Rs= 0 mierzymy woltomierzem V (o dużej rezystancji wewnętrznej) napięcie wyjściowe nicobciążonego wzmacniacza (dla Rl = w), czyli k„u_wf. Następnie włączamy rezystor dekadowy Rs i nastawiamy przy jego pomocy napięcie wyjściowe na połowę poprzedniej wartości. Oznacza to. że prąd i*, jest teraz dwukrotnie mniejszy, czyli rezystancja w obwodzie wejściowym wzrosła; dwukrotnie. Mamy R, + Rs + R_w = 2(/f, + /?„,). czyli R„, = Rs - R,• W przypadku sterowania wzmacniacza ze źródła w postaci SEM (/?, = 0) /?„, jest równe takiej wartości rezy stora Rs, przy której napięcie wyjściowe spada o połowę.

Jeśli nie dysponujemy rezystorem dekadowym pozwalającym na nastawienie połowy napięcia biegu jałowego wzmacniacza, możemy włączyć jako Rs jakikolwiek rezystor stały i na podstawie zmierzonej zmiany napięcia wyjściowego wyznaczyć wartość /?„, na drodze elementarnych obliczeń.

W Ciążyński - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Częsc 3 Analiza małosygnałowa układów półprzewodnikowych

Mi sio!

Zadanie 3.17

Dla wzmacniacza z rysunku 3.17.1 pobudzanego przebiegiem sinusoidalnym o amplitudzie £ _or = 100 mV i częstotliwości l kHz z generatora o rezystancji wewnętrznej 600 SI należy obliczyć amplitudę napięcia wyjściowego

Uwym’’

j. przy braku obciążenia (tzn. dla Ri. = oo);

2. po podłączeniu obciążenia Ri. = 1 k Ś2. jeśli zachowanie tranzystora T dla małych przyrostów prądów i napięć w otoczeniu jego punktu pracy (określonego przez stale wartości Ecc i h, których w temacie zadania się nie podaje) opisują parametry malosygnalowe typu h_r o wartościach:

huc — 1 kŚ2; hi2e — 0: hu_r — 100; h22e — 0 mS,

a dla częstotliwości sygnału wejściowego impedancje kondensatorów sprzęgających Cb, C„, i C»_y są równe zeru (tzn. kondensatory te można uważać za zwarcie). Następnie należy:

3. ocenić komplikacje jakie w obliczeniach spowodowałaby konieczność uwzględnienia niezerowych wartości parametrów h/2, i/lub /122,.

Rozwiązanie 1

Postępując zgodnie z zaleceniami omówionymi we Wprowadzeniu (patrz rozdział W3.6) otrzymujemy schemat zastępczy analizowanego układu dla składowej zmiennej o postaci jak na rysunku 3.17.2.

Staloprądowa SPM polaryzacji bazy odpowiada na naszym schemacie rozwarciu (składowa zmienna prądu Ib jest równa zeru, a rezystancja wewnętrzna SPM jest nieskończona). Stałe napięcie zasilające Ecc cechuje się oczywiście składową zmienną napięcia równą zeru, a więc podłączony do niego koniec rezystora Rc na naszym schemacie okazuje się połączony z masą układu. Kondensatory sprzęgające Cb, C„» i Cu, są traktowane jak zwarcie, przy czym Ci, zwiera bazę tranzystora z masą układu. Ze schematu z rysunku 3.17.2 wynika, że tranzystor dla składowej zmiennej pracuje w konfiguracji WB. Aby zastąpić tranzystor schematem małosygnałowym typu h dla tej konfiguracji musimy dysponować wartościami parametrów hi,.

Przeliczenie podanych w temacie tego zadania wartości parametrów h_r na parametry hi, przy wykorzystaniu wzorów podanych w tabeli W3.2 daje następujące wartości:

Ań, -Aj,, =\kQ 0mS+0 120 = 0

^=l+ń₂„-A,j, + Ań, =1 + 100-0 + 0 = 101

^ii»

_y _\kQ_

M, 101

s9,90fi;

h\2b —

Ań, -ń,_:

M.

0-0

101

= 0:

-85-