Elektronika W Zad cz 2 6

w Cmyfuki - ELEKTRONIKA W ZADANIACH 3 . Analiza malojygnalowa układów półprzewodnikowych

który można byłoby uzyskać patrząc na schemat zastępczy z rysunku 3.17.4. Wynik ten nie uwzględnia wpływu prądu SPM na obwód wejściowy schematu zastępczego, tzn. odpowiada pominięciu wyrażenia (3.17.15). Poprawną wartość R_w = 9,90 SI uzyskamy dzieląc przez siebie napięcie wejściowe u_m i prąd wejściowy ij_ir, obliczone jako sumy dwu składowych pochodzących od poszczególnych wymuszeń.

Ad 3. W przypadku konieczności uwzględnienia niezerowych wartości parametrów h/2/ i/lub /i22c schemat zastępczy pokazany na rysunku 3.17.4 komplikuje się w taki sposób, że:

• dla /i22r#0 (czyli gdy uwzględniamy admitancję wyjściową tranzystora w konfiguracji WE) prąd SPM równy hu,ii nie płynie już w całości przez rezystancję Rc, ale rozpływa się na dwie gałęzie równoległe (jego część zamyka się przez /i2₂,);

• dla h/2, ź 0 na schemacie zastępczym pojawia się trzecie źródło wymuszające, tzn. SEM oddziaływania zwrotnego o wartości h/2, Teraz każdy prąd i napięcie w układzie muszą być obliczane jako suma trzech składowych pochodzących od poszczególnych wymuszeń.

Uwzględnienie Ii22, ^0, a zwłaszcza hi2, # 0 powoduje, żc rozwiązanie tematowego zadania staje się bardzo skomplikowane i omawiana metoda raczej nie powinna być w takich przypadkach wybierana.

Rozwiązanie 3

Do analizy omawianego układu może być także zastosowana metoda macierzy admitancyjnej. pod warunkiem wcześniejszego przeliczenia wartości podanych parametrów hybrydowych li, na parametry admitancyjne y i utworzenia na tej podstawie macierzy admitancyjnej tranzystora dla konfiguracji WB. Przeliczenie h,—*y (czyli y,) na podstawie wzorów podanych w tabeli W3.6 (wyprowadzonych w zadaniu 3.6) daje następujące wartości parametrów admitancyjnych tematowego tranzystora:

y₍₁ =1 inS )’|₂=0 mS

y₂| = 100 mS y_n = 0 mS

Ze schematu zastępczego analizowanego układu dla składowej zmiennej (pokazanego poprzednio na rysunku 3.17.2) usunięto zbędne teraz informacje i pokazano go ponownie na rysunku 3.17.5.

Schemat ten zawiera 3 węzły, którym (spełniając podane we Wprowadzeniu zalecenie, aby numerować węzły z zachowaniem następującej kolejności dla wyprowadzeń tranzystora: baza-kolektor-emiter) przydzielono oznaczenia: © dla wejścia, © dla wyprowadzenia kolektora i ® dla wyprowadzenia emitera tranzystora. Macierz układu będzie posiadała trzy wiersze i trzy kolumny.

Elementy bierne układu uwzględniamy w taki sposób (patrz rozdział W3.6 Wprowadzenia), że na przekątnej głównej macierzy wpisujemy najpierw dla każdego węzła ..sumę admitancji podłączonych do tego węzła". W naszym układzie będzie to oznaczało, że dla węzła © (czyli wejścia) wpisujemy admitancję wewnętrzną

w Ciązyaski - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 3: Analiza malasygnalowa układów półprzewodnikowych

Lpowered by

Mi siol

generatora Y,. dla węzła ® (czyli kolektora tranzystora) podłączoną admitancję Y_c, a dla węzła ® (czyli emitera tranzystora) wpisujemy sumę (podłączonej drugim końcem do emitera) admitancji wewnętrznej generatora E, oraz admitancji Ye-

Zgodnie z opisem metody macierzy admitancyjnej podanym we Wprowadzeniu powinniśmy następnie jako elementy macierzy leżące po obydwu stronach przekątnej głównej wpisywać ze znakiem minus „admitancję łączące poszczególne węzły”. W naszym układzie pomiędzy węzłami © i ® jest włączona gałąź o admitancji Y„ czyli Yj pojawi ze znakiem ujemnym w elementach macierzy o indeksach (1 ;3) i (3; 1).

W analizowanym układzie węzły © i ®. oraz © i ® nie są ze sobą połączone zewnętrznymi gałęziami, a więc pozostałe elementy macierzy mają wartości zerowe. Otrzymana macierz elementów biernych (rysunek 3.17.6) odpowiadałaby analizowanemu układowi, z którego usunięto tranzystor.

©	Y,	0	•Yi		© (C)	® (E)
© (C)	0	Yc	0	© (C)	Y22	'( )’2I + \22)
® (E)	-Y,	0	Y&Ye	© (E)	-( y 12 + V22.)	yil + )'I2+ V'2/ + V22

Rys. 3.17.6 Macierz elementów Rys. 3.17.7 Macierz admitancyjna tranzystora

biernych w konfiguracji WB

Macierz admitancyjną dla tranzystora w konfiguracji WB uzyskujemy np. z macierzy admitancyjnej dla ogólnego przypadku włączenia tranzystora (podanej w wyrażeniu W3.25 we Wprowadzeniu) poprzez skreślenie wiersza i kolumny odpowiadających wyprowadzeniu bazy. Macierz tę (patrz rysunek 3.17.7) nakładamy na macierz elementów biernych, co odpowiada dołączaniu admitancji malosygnałowego schematu tranzystora do odpowiednich węzłów. Dzięki zachowaniu zalecanej kolejności przy numerowaniu węzłów możemy wyobrazić sobie, że zabieramy macierz tranzystora myszką i opuszczamy ją na odpowiedni fragment macierzy elementów biernych. Uzyskujemy w ten sposób (patrz rysunek 3.17.8) pełną macierz opisującą analizowany układ, pozwalającą na wyznaczenie jego poszukiwanych wielkości charakterystycznych.

	©	© (C)	© (E)
©	Yi	0	-Y,
©<C)	0	Yc + V22	-( V21 + \'22>
© (E)	-Y,	-( y 12 + \’22>	Y,+ Ye+ V// + V/2+ V2I + )’22

Rys. 3.17.8 Macierz admitancyjna układu wzmacniacza z rysunku 3.17.1

Ad 1. Układ nasz traktujemy jak wzmacniacz, którego wejście znajduje się w węźle o numerze a = I. a wyjście w węźle o numerze b = 2. Wzmocnienie napięciowe układu dla wejściowej SEM równej e„ obliczamy ze wzoru Nr 2 podanego w tabeli W3.7, ponieważ układ pracuje bez obciążenia zewnętrznego. Rezystor Rę uwzględniono w macierzy układu (jako Yc)- a z.atem jest traktowany tutaj jako element wewnętrzny układu:

k_t = ^- ; (3.17.22)

A|l

-91 -