W. Ciązyński - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 4 Charaktery styk i częstotliwościowe układów elektronicznych
= IniS
lmS _ 10~3S
2JIC* ~ 6,28-100-10 12F
= 1,59 MHz
(4.16.7)
(4.16.8)
Skoro wzmocnienie spada o 3 dB dopiero przy tak znacznej częstotliwości, możemy powiedzieć że wpływ pojemności Cbc nie okazał się silny. Wynika to z faktu, że w temacie nie uwzględniamy rezystancji wewnętrznej źródła sygnału. Można powiedzieć, że wartość napięcia wejściowego (przy sterowaniu ze źródła o charakterze SEM) nie zmienia się mimo dopływu do wyprowadzenia bazy prądu sprzężenia zwrotnego poprzez Cbc. Można też stwierdzić, że ten prąd sprzężenia zwrotnego w ogóle nie wpływa do bazy tranzystora, gdyż jest zwierany do masy poprzez zerową rezystancję wewnętrzną źródła.
Przy takim podejściu spadek wzmocnienia wynika tylko z obciążenia zacisku wyjściowego przez zależną od częstotliwości impedancję związaną z pojemnością Cbc, którą z takim samym skutkiem można byłoby włączyć równolegle do Re- Przy f0 ma ona wartość ^/lkfl (patrz 4.16.7) co w równoległym połączeniu z czynną rezystancją Rc= lklf2 daje impedancję o module (l/V2) kfl. Zmniejszeniu impedancji obciążenia o 3 dB towarzyszy zmniejszenie wzmocnienia o 3 dB (co jest widoczne np. z zależności 4.16.1). Jak widać takie rozumowanie prowadzi do wyniku identycznego z uzyskanym powyżej metodą macierzy admitancyjnej.
Sprzężenie o charakterze równoległym jest skuteczne i stosuje się je celowo dla przypadku sterowania ze źródła o wysokiej rezystancji wewnętrznej (w idealnym przypadku dla źródła o charakterze SPM). W naszym przykładzie słaba zależność wzmocnienia napięciowego od pojemności baza-kolektor tranzystora (i całkowity brak takiej zależności od pojemności baza-emiter) uświadamia nam korzyści które mogą wyniknąć z zastosowania źródła sygnału o charakterze SEM.
Czytelnik zainteresowany materiałem do samodzielnych rozważań może zechcieć obliczyć 3 dB-ową częstotliwość graniczną:
• dla transmitancji prądowej w warunkach zwarcia wyjścia dla składowej zmiennej, która wg. zależności podanej w tabeli W3.7 wynosi:
(4.16.9)
• dla transmitancji napięciowej jw., ale uwzględniając rezystancję wewnętrzną źródła sygnału (np. /?, = 50 Q).
w Cią^yński - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 4 Charakterystyki częstotliwościowe układów elektronicznych
powered by
Mi sio!
n
Na rysunku 4.17.1 pokazano wzmacniacz na tranzystorze MOS obciążony obwodem szeregowym LC.
Zachowanie tranzystora w punkcie pracy opisują parametry małosygnalowe typu y o wartościach rzeczywistych: yn = 0 mS; yn = 0 mS; y2i = gm = 5 mS; y22 = gds = 0,1 mS.
Impedancję obydwu kondensatorów sprzęgających Cs można przyjąć jako równe zeru w całym zakresie częstotliwości sygnału wejściowego.
Należy:
1. obliczyć częstotliwość fo sygnału u„Jt) = Umsin(cot) o stałej amplitudzie Um, przy której prąd oznaczony na rysunku jako i(t) osiąga maksymalną amplitudę L mm',
2. obliczyć wartość tej maksymalnej amplitudy prądu Immax, gdy napięcie wejściowe Umft) ma amplitudę Um = 0,1 V;
3. przeanalizować jak zmieni się amplituda lmmax, gdy w stosunku do podanych wartości zmienimy R$ na 2 kQ i/lub Rp na 0,5 kH (jeśli można byłoby przyjąć, że w nowym punkcie pracy tranzystora jego parametry małosygnalowe gm i gds pozostają bez zmian).
C. ^ II |
G(I |
r0 II J“.. |
R,
O.SM
I
s
Rys. 4.17.1
10 nF
i(t)
L
10mH
:C. X
Rozwiązanie
Ad 1. Schemat zastępczy analizowanego układu dla sygnału uw ma postać jak na rysunku 4.17.2. Tranzystor połowy MOS pracuje w konfiguracji WS i zachowuje się jak sterowane napięciem wejściowym («/ = «w) źródło prądu o wartości y2i uwr. Admitancja wewnętrzna tego źródła widziana z zacisku wyjściowego wzmacniacza jest równa sumie admitancji y22 i Ko = MRd- Powoduje ona, że nie cały prąd źródła
Rys. 4.17.2
płynie przez obciążenie.Tylko w warunkach zwarcia wyjścia (u„v = 0), przez gałęzie Rd i 1 /y22 nie płynie żaden prąd i cały prąd źródła równy y2i uM wypływa z zacisku wyjściowego. Włączony jako obciążenie obwód szeregowy LC przyjmuje zerową wartość impedancji dla jednej częstotliwości, tzw. częstotliwości rezonansowej. Mamy wtedy:
(a0L = —— czyli to0 = J— (4.17.1)
a)0C -v LC
Częstotliwość rezonansu szeregowego jest zależna od parametrów LC obwodu i w naszym układzie wynosi:
-219-