Elektronika W Zad cz 2 5

W Ciązynski - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 3 Analiza małosygnalowa układów półprzewodnikowych

Zc schematu wynika, żc wobec braku oddziaływania zwrotnego (y/₂ = 0) ci|_a tranzystora Tl mamy napięcie u/a, = n„, czyli wartość prądu SPM tranzystora Tl j_csl wynosi:

3’2im^Mi(i) ⁼ 3*2i(i)^Mw    (3.24.2)

Dla T2 sytuacja jest bardziej złożona, gdyż jego napięcie wejściowe k/oi zależy od dwu sterowanych SPM i musimy je wyznaczyć jako sumę dwu składowych. Pierwsza z nich jest równa napięciu, jakie SPM pierwszego tranzystora równa yzuitii wywołuje na admitancji wejściowej ynct)-1

“1,2, = 3*2i<i)«..,- (3.24.3)

3*11(2)

Druga składowa jest równa napięciu jakie SPM równa \211D 11/121 wy wołuje na tej samej admitancji yuat'-■ 1

^,łl(2) ^- 3*2I(2)^WI(2>

3*11(2)

Napięcie jakie ustali się na wejściu T2 jest określone jako suma: I

(3.24.4)

■Mai

— *6(2)

K2I

3*11(2)

'(j*2l(lj^Klli- "*"3*2I(21^UI(2))

(3.24.5)

^Ul(2)ll ⁺

3*21(2)

Tl 1(21 czyli ostatecznie:

y,

^MIC2) — ‘

] =

KU

.'21(1)

211(2)

(3.24.6)

-V,

11(2)

' >’2I(2)

(3.24.7)

Teraz jest już znana wartość SPM prądu kolektora tranzystora T2, a napięcie wyjściowe jest równe ujemnemu spadkowi napięcia, jaki ten prąd wywołuje na rezystancji Rc:

3*21(1) ' 3*21(2) ‘ Rc

^lłl{2> '

=-3*21(2,

R_c=--

(3.24.8)

3*11(2) 3*21(2)

Poszukiwane wzmocnienie napięciowe wynosi zatem:

^ _t*w\ _ 3*21(0'3*21(2) ‘ Rc _ 100/tiS*50fltS*5 łśł

«.r    3*11(2, + 3*21(2)    (0,5 + 50) mS    n

Przy takim wzmocnieniu i amplitudzie napięcia wejściowego 5 mV na wyjściu mamy napięcie powtarzające kształt wejściowego, odwrócone (przesunięte w fazie o 180°). o amplitudzie 2,48 V. Jak wynika z rozważań przedstawionych w zadaniu 1.21 przy napięciu zasilającym 15 V (i wartościach współczynników wzmocnienia prądowego tranzystorów dla prądu stałego zbliżonych do podanych wartości współczynników małosygnałowych) jeszcze prawie dwukrotnie większa amplituda czyli 4.90 V mieści się w zakresie zmian potencjału kolektora tranzystora T2, dla którego ten tranzystor utrzymuje się w stanie aktywnym, a napięcie wyjściowe nie ulega zniekształceniu.

Rozwiązanie 2

Rozwiążemy to zadanie jeszcze raz metodą macierzy admitancyjnej. Schemat zastępczy pokazano ponownie na rysunku 3.24.4. Przyjęta numeracja węzłów wynika z dążenia, aby dla każdego z tranzystorów była zachowana zalecana kolejność wyprowadzeń w sekwencji baza-kolektor-emiler. Na rysunkach 3,24.5 i 3.24.6

s-495

(3.24.9)

powered by

w Ciązyruki ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 3. Analiza małosygnalowa układów półprzewodnikowych

Mi siol

pokazano pełną macierz admitancyjną tranzystora w postaci uproflC28HE^^^^^^^ (uproszczenie wynika z przyjęcia w temacie zadania y,₂ = y₂₂ = 0). Dla tranzystora TI wykorzystujemy definicyjny fragment lej macierzy dla konfiguracji WE. zaznaczony na rysunku 3.24.5 pogrubioną linią. Dla tranzystora T2 w pełnej macierzy admitancyjncj tranzystora wykreślamy wiersz i kolumnę odpowiadającą podłączonej do masy bazie i otrzymujemy fragment zaznaczony pogrubioną linią na rysunku 3.24.6. Zaznaczone fragmenty odpowiadające tranzystorom Tl i T2 nakładamy w odpowiednich miejscach na

macierz elementów' biernych, która w tym układzie zawiera tylko admitaneję Y_t+Y₂ podłączoną do węzła © i admitaneję Yc podłączoną do węzła ®.

	© (Bt)	© (Cl)	(El)		(B2)	© (C2)	® (E2)
© (Bt)	V//	0	-V//	(B2)	Vll	0	-y n
® (Cl)	V21	0	-V2/	© (C2)	y2i	0	~>'2ł
(El)	- Yll— V2I	0	Yll + Yn	® (E2)	-Vn-V2i	0	Vn + Vn

Rys. 3.24.5 Uproszczona macierzy    Rys. 3.24.6 Uproszczona macierzy

tranzystora (grubszą linią zaznaczono    tranzystora (grubszą linią zaznaczono

fragment odpowiadający konfiguracji WE)    fragment odpowiadający konfiguracji WB)

Pełną macierz admitancyjną układu przedstawia rysunek 3.24.7. a jej postać liczbową rysunek 3.24.8.

	©(BI)	©<C2)	© (C1+E2)		©(BI)	© (C2)	(D (CUE2)
© (BI)	Y/+ Y2+ Vnm	0	0	©(BI)	1,008	0	0
© (C2)	0	Yc	-y'21121	© <C2)	0	0,2	-50
(C1+E2)	yinn	0	yu<2> + y2u2>	® (C1+E2)	100	0	50,5

Rys. 3.24.7 Macierz admitancyjna układu z rysunku Rys. 3.24.8 Postać liczbowa macierzy 3.24.4    admitancyjnej z rysunku 3.24.7

Dopełnienia algebraiczne potrzebne do obliczenia wzmocnienia sygnału wejściowego to:

Ai2 = (-I)^<U2>

0	-50
100	50,5

.(i+i)

0,2	-50
0	50,5

Wzmocnienie k„ wyliczamy zgodnie ze wzorem Nr 2 podanym w tabeli W3.7 jako:

f3.24.10)

_k _A,, _-50-100 (mS)² _ ₁₉₅

A„ 0,2-50,5 (mSy

Uzyskany wynik dokładnie pokrywa się z wynikiem z. rozwiązania 1. Należy podkreślić, że równie szybko jak wynik liczbowy tą metodą moglibyśmy uzyskać rozwiązanie na ogólnych symbolach, także wtedy gdybyśmy musieli przyjąć ynł 0 i/lub y₂₂± 0. Wniosek, że admitancja (Y, + Y₂) podłączona do bazy Tl ani yniit nie wpływa na wzmocnienie napięciowe potwierdza się tutaj w ten sposób, że element macierzy (Z, + Y₂ + yn<i>) j^est skreślany przy obliczaniu obydwu dopełnień algebraicznych A12 i Au.

- 129-