Расчет входного и выходного сопротивлений усилителя

Входное сопротивление J?_BX (13.2) усилителя относительно зажимов источника усиливаемого сигнала 1 —Г находим из соотношения (13.8), т. е.

Выходное сопротивление 7?_вых (13.3). Для нагрузки, подключаемой к точкам 2 и 2' усилителя, его выходное сопротивление может рассчитываться по эквивалентной схеме пассивного двухполюсника, заданного на рис. 13.6, б. Доказательства ее справедливости здесь не приводим. Присутствующий в схеме на рис. 13.6, б резистор /?_ЛифКЭ — это дифференциальное сопротивление нелинейного участка коллектора — эмиттер. Оно определяется наклоном выходной ВАХ в РТ. Пассивный двухполюсник на рис. 13.6, б по отношению к точкам 2 и 2' обладает сопротивлением.

Поскольку рабочая точка принадлежит пологому участку выходной ВАХ (точка В на рис. 13.4, б), /?_ЛифКЭ имеет порядок сотен килоом. Поэтому Д"ь, близко к R_K.

Способы задания рабочей точки (смещения)

Согласно ранее сказанному основные параметры усилителя зависят от режима РТ, т. е. от состояния на входе при отсутствии усиливаемого сигнала. Расположение РТ на входной ВАХ зависит от требований, предъявляемых к усилителю. В инженерной практике обеспечение режима РТ принято называть смещением РТ.

Применяют несколько способов «смещения» рабочей точки. В рассмотренной схеме (см. рис. 13.3) использован дополнительный источник ЭДС (называемый ЭДС смещения), включенный последовательно с источником сигнала. Недостатки этого способа таковы:

• 1) нежелательное протекание постоянной составляющей входного тока через источник сигнала и его внутреннее сопротивление;
• 2) необходимость наличия второго источника, создающего постоянное и достаточно стабильное напряжение.

Гораздо чаще для получения необходимого напряжения смещения используют источник коллекторного питания. В цени усилителя на рис. 13.7, а напряжение смещения обеспечивается источником коллекторного питания Е_к в совокупности с делителем напряжения (R_v R₂). Такой способ создания напряжения смещения обладает рядом достоинств:

• 1) он не требует дополнительного источника ЭДС;
• 2) благодаря наличию разделительной емкости С _х ток через источник усиливаемого сигнала e_c(t) в состоянии покоя не протекает.

Эквивалентная схема входной цепи в состоянии покоя и ее графический расчет приведены на рис. 13.7, б, в. Линейный активный двухполюсник, подключенный к нелинейному участку база — эмиттер цепи, изображенной на рис. 13.7, а, имеет следующие параметры:

Рис. 13.7. Способ смещения РТ от источника коллекторного питания Е_к:

а — схема усилителя; б — эквивалентная схема входной цепи усилителя; в — определение положения РТ на входной ВАХ На рис. 13.8, а показан еще один вариант задания состояния покоя при помощи источника коллекторного питания, обеспечивающий достаточно стабильную величину базового тока. Согласно эквивалентной схеме, представленной на рис. 13.8, б, базовый ток в режиме покоя равен /_Б0 ~ E_K/R_V так как м_БЭ0 «Е_к.

Рис. 13.8. Схема усилителя:

а — вариант схемы, где режим РТ задается величиной базового тока; б — эквивалентная схема для расчета величины /_Б0