Elektronika W Zad cz 2 2

W Ciążynski ELEKTRONIKA W ZADANIACH Częlc 3 Analiza małosy^nałowa układów półprzewodnikowych

Ad 2. Rezystancję wejściową czwórnika typu h_c zastępującego tranzystor obliczamy jako:

₌ “i _ ^ +l>u_cy_t: _

«'l <i ^hnc + K:

121,2+l,45H2*2mS 124,1

(3.12.3)

- 57.5 kil

0,\6mS + 2mS 2,16 mS

a poszukiwaną rezystancję wejściową wzmacniacza jako równolegle połączenie rezystancji wejściowej czwórnika i rezystancji polaryzacji bazy:

/?„=/?!»/?.=

RLR„ 57,5 100

Ri + R„ 57,5 + 100

m = 36,5 ktt

(3.12.4)

Ad 3. Zauważmy, że nasz wzmacniacz pracuje bez obciążenia użytkowego, czyli jego prąd wyjściowy jest równy zeru. Mowa o wzmocnieniu prądowym ma więc sens tylko wtedy, gdy potraktujemy rezystor Re jako obciążenie (czyli prąd i, jako prąd wyjściowy). Wzmocnienie prądowe czwórnika typu li, zastępującego tranzystor obliczamy wtedy na podstawie wzoru podanego w tabeli W3.1 jako:

£^r — h — c^i: _

(3.12.5)

-121-2/nS .₁₂,J_.„i 0,16 mS + 2 mS 2,16

W analizowanym układzie ze źródła sygnału oprócz prądu wejściowego czwórnika płynie jeszcze prąd. który jest tracony w rezystancji Rg. Z tego powodu wzmocnienie prądowe ulega pewnemu zmniejszeniu i wynosi:

ti +-

t,

/.d + T^) '' J+^=-*1 "Rb Rn

■ = kf

R„ + R',„

(3.12.6)

= 1110.635 = 70.5

= 111-

ioo/tn

100 *£2 + 57,5 kil

Zauważmy jeszcze, że obciążenie użytkowe /?/. na schemacie zastępczym okazuje się podłączone równolegle do Re. Prąd jest wtedy tylko częścią prądu i₂, a więc możemy powiedzieć, że podłączeniu obciążenia odpowiada zmniejszenie wzmocnienia prądowego.

Ad 4. Rezystancję wyjściową czwórnika typu /i, zastępującego tranzystor równą (jak dla każdego źródła) stosunkowi napięcia biegu jałowego tego czwórnika do jego prądu zwarcia obliczamy jako:

RL=-

/i,,_r + /?■ (l,45+0)*£2

Mi, + /i,,, R, 121,2 + 0,l6/nS0£2

= 12,0 £2

(3.12.7)

a poszukiwaną rezystancję wyjściową wzmacniacza jako równoległe połączenie rezystancji wyjściowej czwórnika i rezystancji emiterowej:

(3.12.8)

(3.12.9)

/?,., = RL II/?,, = —^R- = .^12,Q'⁵⁰⁰ = 11,7 O

Ad 5. Wzmocnienie mocy obliczamy jako: *„ = ^. li. = _km. k. = 0,967 • 70,5 = 68,2

w Ciążynski - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 3 Analiza malosygnalawa układów półprzewodnikowych

Mi siol

T'"iiii ■■ ■ —i-—

Liczba ta określa stosunek mocy wydzielanej w rezystancji emiterowej pobieranej ze źródła sygnału wejściowego. Zauważmy jednak, że jeśli traktujemy nasz układ jako wzmacniacz napięciowy, to moc wydzielana w rezystancji emiterowej jest dla nas tracona. Rozważanie wzmocnienia mocy miałoby więc sens tylko wtedy gdyby obciążenie użytkowe było włączone jako rezystancja emiterowa. W rzeczywistości uwzględnienie rezystancji wewnętrznej źródła sygnału wejściowego oraz podłączenie obciążenia użytkowego R_L do wyjścia wzmacniacza poprzez kondensator C„, spowoduje zmniejszenie wartości wzmocnienia napięciowego, prądowego, a zwłaszcza wartości wzmocnienia mocy.

Rozwiązanie 2

Do analizy omawianego układu może być także zastosowana metoda macierzy admitancyjnej, pod warunkiem wcześniejszego przeliczenia wartości podanych parametrów hybrydowych h na parametry admitancyjne y dla konfiguracji WK. Dla tematowych wartości parametrów

malosygnalowych przeliczenia /», —* y_r dokonano już w zadaniu 3.6. a przeliczenia y_r —»y, w zadaniu 3.7. więc możemy wykorzystać otrzymane wartości parametrów admitancyjnych tranzystora:

y, ,_r = 0,69 mS V|_2r = ~ 0,69 mS

y_łte = - 83,5 mS y_nc = 83,7 mS

Ze schematu zastępczego analizowanego układu dla składowej zmiennej (pokazanego poprzednio na rysunku 3.12.2) usunięto zbędne teraz informacje i pokazano go ponownie na rysunku 3.12.4. Schemat ten zawiera tylko 2 węzły, którym przydzielono oznaczenia: © dla wyprowadzenia bazy i ® dla wyprowadzenia emitera tranzystora. Macierz układu będzie posiadała zatem tylko dwa wiersze i dwie 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 bazy tranzystora) wpisujemy podłączoną do bazy admitancję Y&, a dla węzła © (czyli emitera tranzystora) wpisujemy podłączoną do emitera admitancję Ye. W analizowanym układzie węzły © i © nic są połączone żadną zewnętrzną gałęzią, a więc pozostałe elementy macierzy mają wartości zerowe. Otrzymana macierz elementów biernych (rysunek 3.12.5) odpowiadałaby analizowanemu układowi, z którego usunięto tranzystor.

©	(B)	Yb	0	©	(B)	V//c	Vl2c
©	(E)	0	Ye	©	(E)	V2 Ic	\22,

Rys. 3.12.5 Macierz elementów biernych

Rys. 3.12.6 Macierz sdmitancyjna tranzystora w konfiguracji WK

-63