Искусство схемотехники. Том 1 (Изд.4-е)

Рис. 2.78.Графики зависимости коэффициента усиления по току h_21Эот коллекторного тока I_К для группы транзисторов, параметры которых приведены в табл. 2.1 (по данным фирм-изготовителей). Возможен технологический разброс от изображенных типовых значений в пределах +100 %, —50 %.

Схемы, не требующие пояснений

2.24. Удачные схемы

На рис. 2.80 показаны два проекта схем с использованием транзисторов.

Рис. 2.80. a — дифференциальный усилитель со смещением, обеспечивающим нулевой температурный коэффициент усиления; б — световой интегратор.

K

 R_К/r_Э; r_Э = kT/qT_К; т. е. K  I_К/T, I_Э  T

2.25. Негодные схемы

Как известно, учатся на ошибках, и своих, и чужих. В этом разделе вашему вниманию предложена целая серия грубых ошибок, допущенных при разработке схем (рис. 2.81). Внимательно рассмотрите представленные схемы, подумайте, какие возможны варианты и никогда не делайте подобных ошибок!

Рис. 2.81.

 a — повторители со связью по переменному току;

Рис. 2.81. б — стабилизатор напряжения +5 В; в — двухтактный повторитель; г — источник тока;

Рис. 2.81. д — переключатель для больших токов; е — двухкаскадный усилитель; ж — дифференциальный усилитель;

Рис. 2.81. з — повторитель с нулевым смещением; и — усилитель переменного тока с большим коэффициентом усиления.

Дополнительные упражнения

(1) Разработайте схему транзисторного переключателя, которая позволила бы подключать к земле две нагрузки через насыщенные транзисторы n-р-n-типа. При замыкании переключателя А обе нагрузки должны находиться под напряжением, при замыкании переключателя Б мощность должна передаваться только в одну нагрузку. Подсказка: используйте в схеме диоды.

(2) Рассмотрите источник тока, изображенный на рис. 2.79.

Рис. 2.79.

(а) Определите ток I_нагр. Чему равен рабочий диапазон схемы? Считайте, что напряжение U_БЭ составляет 0,6 В.

(б) Как будет изменяться выходной ток, если при изменении коллекторного напряжения в пределах выходного диапазона коэффициент h_21э

изменяется от 50 до 100? (При решении этой задачи следует учесть два эффекта.)

(в) Как будет изменяться ток нагрузки в пределах рабочего диапазона, если известно, что изменение напряжения U_БЭ описывается зависимостью ΔU_БЭ = — 0,001ΔU_кэ (эффект Эрли)?

(г) Чему равен температурный коэффициент выходного тока, если предположить, что коэффициент h_21Э не зависит от температуры? Чему равен температурный коэффициент выходного тока, если предположить, что коэффициент h_21Э увеличивается относительно номинального значения 100 на 0,4 %/°С?

(3) Разработайте схему усилителя с общим эмиттером на основе транзистора n-р-n-типа по следующим исходным данным: коэффициент усиления по напряжению равен 15, напряжение питания U_кк равно 15 В, коллекторный ток I_к равен 0,5 мА. Транзистор должен быть смещен так, чтобы потенциал коллектора был равен 0,5U_кк, а точке —3 дБ должна соответствовать частота 100 Гц.

(4) Предусмотрите в предыдущей схеме следящую связь для увеличения входного импеданса. Правильно определите точку спада усиления при следящей связи.

(5) Разработайте схему дифференциального усилителя со связями по постоянному току по следующим исходным данным: коэффициент усиления по напряжению равен 50 (для однополюсного выхода) при входных сигналах с напряжением, близким к потенциалу земли; источники питания обеспечивают напряжение +15 В; ток покоя в каждом транзисторе равен 0,1 мА. В эмиттерной цепи используйте источник тока, а в качестве выходного каскада — эмиттерный повторитель.

(6) Выполнив это упражнение, вы получите усилитель, коэффициент усиления которого управляется внешним напряжением (в гл. 3 эта задача решается с помощью полевых транзисторов),

(а) Сначала разработайте схему дифференциального усилителя с источником тока в эмиттерной цепи и без эмиттерных резисторов. Используйте источник питания с напряжением +15 В. Коллекторный ток I_к (для каждого транзистора) должен быть равен 1 мА, а сопротивление коллекторного резистора сделайте равным R_к = 1,0 кОм. Подсчитайте коэффициент усиления по напряжению, при условии что один из входов заземлен,