Расчет выходного каскада при работе на согласованную нагрузку

 

Требуется рассчитать маломощный выходной каскад широкополосного усилителя, работающий на согласованную нагрузку и имеющий параметры:

 

 

Анализ исходных данных. При выходной мощности порядка единиц милливатт к каскаду предъявляются жесткие требования, как по высокой, так и по низкой частоте.

 

 

где .

Расчеты показывают, что от одиночного каскада с ОЭ получить усиление, больше единицы нельзя, и следует использовать усилительные секции. Хорошим свойством обладают секции ОЭ-КП и ОЭ-ОБ с эмиттерным повторителем на выходе. Целесообразно выбрать секцию ОЭ-ОБ, обладающую меньшим числом крупногабаритных конденсаторов. Поэтому в дальнейшем будем ориентироваться на ИС К265УВ6, рассмотренную в предыдущем параграфе.

Расчет электрических показателей. Ориентируясь на применение в повторителе транзистора К1325В для согласующего сопротивления на выходе повторителя можно записать:

 

,

 

откуда полное сопротивление нагрузки и напряжение на ней равны:

 

;

 

 

;

 

Амплитудное значение и постоянная составляющая коллекторного тока следующие:

 

 

 

Величина эмиттерного сопротивления:

 

 

(номинал = 470 Ом.)

Введение эмиттерного сопротивления уменьшает сопротивление на­грузки до величины:

 

.

 

Одновременно возрастает амплитуда коллекторного тока:

 

.

 

Падение напряжения на транзисторе повторителя:

 

 

Для предельных параметров транзистора:

 

 

Указанным требованиям удовлетворяет транзистор типа К1325В, имеющий в рабочей точке параметры:

 

 

;

 

;

 

;

 

;

 

;

 

;

 

.

 

Значение параметров транзисторов К1331Б, входящих в состав ИС К265УВ6, возьмем из предыдущего примера:

 

 

Теперь нужно уточнить значения сопротивлений, найденные ранее приближенно:

а) выходное сопротивление эмиттерного повторителя:

 

 

 

б) величина согласующего сопротивления:

 

 

в) сопротивление нагрузки эмиттерного повторителя:

 

.

 

Граничная частота эмиттерного повторителя [2, (10.7)]:

 

 

 

коэффициент усиления каскада в схеме с ОЭ:

 

 

Площадь усиления секции ОЭ - ОБ [2, (11.7)]:

 

 

 

где

 

Считая секцию и эмиттерный повторитель взаимокорректированными каскадами, найдем эквивалентную площадь усиления [2, (10.11)]:

 

 

 

откуда максимально возможный коэффициент усиления:

 

 

Коэффициент передачи эмиттерного повторителя без учета сопротивления генератора:

 

.

 

Сопротивление нагрузки секции с учетом эмиттерного повторителя:

 

.

 

Требуемое входное сопротивление секции ОЭ-ОБ:

 

,

 

что соответствует сопротивлению обратной связи:

 

.

 

Температурные нестабильности усиления. Для эмиттерного повторителя имеем:

 

,

 

а для усилительной секции:

 

 

 

,

 

так что общая нестабильность коэффициента усиления:

 

.

 

С учетом согласования выхода повторителя и нагрузки общий коэффициент усиления каскада окажется равным:

 

;

 

а его входное сопротивление:

 

.