Post on 25-Jun-2020
1
UKŁADY ELEKTRONICZNE
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wrocław 2009
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
WARUNKI ZALICZENIA
• Pozytywne zaliczenie „Projektu I”
• Pozytywna ocena z „kolokwium”
• Końcowa ocena z przedmiotu:średnia z powyższych
ze wskazaniem na kolokwium
2
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
LITERATURA
Horowitz, H.Hill, Sztuka elektroniki, WKŁ 2004
Tietze, Ch.Schenk, Układy półprzewodnikowe, WNT 2008
Kuta, Elementy i układy elektroniczne, AGH 2000
Nosal, J. Baranowski, Układy elektroniczne cz.I, WNT 2003
Baranowski, G. Czajkowski; Układy elektroniczne cz.II, WNT 2004
Guziński, Liniowe elektroniczne układy analogowe. Warszawa, WNT 1993
Pawłowski; Podstawowe układy elektroniczne :nieliniowe układy analogowe, WKŁ 1979
Podstawowe konfiguracje wzmacniaczy
tranzystorowych
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wrocław 2009
3
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Klasyfikacja wzmacniaczy
-- lampowe
-- tranzystorowe
Ze względu na zastosowany element sterowany:
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Klasyfikacja wzmacniaczy
-- prądu stałego,-- małej częstotliwości (m.cz.),-- wielkiej częstotliwości (w.cz.).
Ze względu na zakres częstotliwości wzmacnianych sygnałów:
1Hz10Hz
100Hz1kHz
10kHz100kHz
1MHz10MHz
100MHz1GHz
10GHz f
wzm
ocn
ieni
e
stałoprądowe
m. cz.w. cz.
-- selektywne (stosunek górnejf do dolnejf ≤ 1),-- szerokopasmowe (duża wartość stosunku górnejf do dolnejf > 1).
4
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Klasyfikacja wzmacniaczy
-- o sprzężeniu pojemnościowym (RC),
-- o sprzężeniu transformatorowym,
-- o sprzężeniu bezpośrednim (galwanicznym).
Ze względu na rodzaj sprzężenia między wzmacniaczem a obciążeniem lub kolejnym stopniem wzmacniacza:
wzmacniane sygnały zmienne (napięcie stałe nie przedostaje się na następny stopień), np.
wzmacniacze akustyczne
wzmacniane sygnały zmienne i stałe zastosowanie we wzmacniaczach
prądu stałego
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Klasyfikacja wzmacniaczy
-- klasa A(p.p. na liniowej części ch-yki a amplituda sygnału wej. na tyle mała,że przez cały okres sygnały wej. tranzystor przewodzi prąd – stan aktywny),
-- klasa B(p.p. tak dobrany,że tranzystor przewodzi prąd tylko przez połowęokresu – przez drugą połowę jest zatkany),
-- klasa AB(tranzystor przewodzi przez większość część okresu sygnału wej.),
-- klasa C(tranzystor przewodzi przez mniejszą część okresu sygnału wej.).
Ze względu na położeniu p.p. na ch-yce tranzystora oraz amplitudy sygnału wejściowego (podział głównie wzmacniaczy mocy):
5
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe Tranzystor w układzie wzmacniacza:
- odpowiednio spolaryzowany,
układ ze stałym prądem .............UCE
RC
IC
RB
+ EC
UBE
IBWE
C2WY
C1
UCE
RC
IC
RB
+ EC
UBE
- EE
RE
IE
WY
WE
UCE
RC
ICRB
+ EC
UBE
IB
C2WY
WE C1
RE
+ EC
C2RB1 WY
C1
RB2
WE
CE
RC
UCE
IC
układ ze stałym prądem .............
układ ze sprzężeniem ...................................
układ .....................
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe
układ ................. układ ze sprzężeniem ...................................
układ .....................układ .................
+ED
ID
RS
RD
ID
RG
UGS
UDS
+ED
ID
RS
RD
ID
-EG
RG
IG
UGS
UDS
+ED
ID
RS
RD
ID
R2
UGS
UDS
IG
R3
R1
+ED
ID
RS
RD
ID
R2
UGS
UDSIG
R1
6
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe Tranzystor w układzie wzmacniacza:- ustalony p.p. dostosowany do amplitudy wzmacnianego sygnału,
- sygnał wyjściowy powinien być niezniekształcony,
Statyczna i dynamiczna prosta pracy
RE CE
UCE
RC
+ EC
Uwe
IC
C2
RL
RB
C1
Uwy cCQC iII +=
ceCEQCE uUU +=
Prosta pracyto linia na charakterystyce wyj. poktórej przemiesza się p.p. gdy zmieniają się jegowarunki wysterowania.
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe Tranzystor w układzie wzmacniacza:- ustalony p.p. dostosowany do amplitudy wzmacnianego sygnału,
- sygnał wyjściowy powinien być niezniekształcony,
Statyczna i dynamiczna prosta pracy
RE
UCEQ
RC
ICQ
RB
+ EC
UBEQ CQEQ II ≈
EC
CEQ
EC
CCQ RR
U
RR
EI
+−
+=
RC II RL
uCE
iC
RB
LC
CEQCQ
LC
CEC RR
UI
RR
UI ++−=
7
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe Tranzystor w układzie wzmacniacza:- ustalony p.p. dostosowany do amplitudy wzmacnianego sygnału,
- sygnał wyjściowy powinien być niezniekształcony,
Statyczna i dynamiczna prosta pracy
UCE
IC
ICQ
UCEQ
Q
EC
EC
C
RRE+
prosta statyczna: nachylenie –1/(RC+RE)
prosta dynamiczna: nachylenie –1/(RCIIRL)
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe Tranzystor w układzie wzmacniacza:- ustalony p.p. dostosowany do amplitudy wzmacnianego sygnału,
- sygnał wyjściowy powinien być niezniekształcony,
UCE
IC
ICQ
UCEQ
Q
EC
t
UCEsat UCE
UWYm+
UWYm-
t
IC
IWYm+
IWYm-
IWYm+ = IWYm
-
UWYm+ = UWYm
-
8
UCE
IC
ICQ1
UCEQ1
Q1
ECUCEsat UCE
UWYm+
UWYm-
t
IC
IWYm+
IWYm-
IWYm+ < IWYm
-
UWYm+ > UWYm
-
t
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe Tranzystor w układzie wzmacniacza:- ustalony p.p. dostosowany do amplitudy wzmacnianego sygnału,
- sygnał wyjściowy powinien być niezniekształcony,
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe Tranzystor w układzie wzmacniacza:- ustalony p.p. dostosowany do amplitudy wzmacnianego sygnału,
- sygnał wyjściowy powinien być niezniekształcony,
UCE
IC
ICQ2
UCEQ2
Q2
ECUCEsat UCE
UWYm+
UWYm-
t
IC
IWYm+
IWYm-
IWYm+ > IWYm
-
UWYm+ < UWYm
-
t
9
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk iPolitechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmacniacze tranzystorowe Tranzystor w układzie wzmacniacza:- źródło sygnału i obciążenie dołączone do tranzystora przez obwody sprzęgające,
- moc wyjściowa większa niż sygnału sterującego.
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
WK WBWE
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Podstawowe konfiguracje wzmacniaczy
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
WD WGWSRLEG~
RG
RE
+ EC
C2
RB1
WY
C1
RB2
WE
RL
RE
+ EC
C2RB1
WY
RB2CB
RC
EG~
RG
WEC1
RL
EG~
RG
RS
+ ED
C2RG1
WY
C1
RG2
WE
CS
RD
RLEG~
RG
RS
+ ED
C2
RG1
WY
C1
RG2
WE
RL
RS
+ ED
C2RG1
WY
RG2CG
RD
EG~
RG
WEC1
10
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Charakterystyka amplitudowa wzmacniacza RC
][dB
ku
0uk
[log]
f
dB3
df gf
zakres częstotliowsci
010 110 210 310 410 510 610
średniemałe duże
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Charakterystyka amplitudowa wzmacniacza RC
Wzmacniacze RC stosuje się do wzmacniania sygnałów o szerokim widmie częstotliwości,|np. sygnały akustyczne (stosunek częstotliwości górnej do dolnej wynosi 1000).
Przy tak szerokim zakresief inne zjawiska wpływają na przebieg charakterystyki przy małych a inneprzy dużych częstotliwościach. Konieczne jest zatem badanie właściwości wzmacniacza oddzielniew różnych zakresach częstotliwości.
⇒ przy małychf – spadekku na skutek wzrostu reaktancji kondensatorów w układzie wzmacniacza,
Wpływ na kształt charakterystyki wzmacniacza mają:
⇒ przy dużych f – spadekku na skutek spadku wzmocnienia samego tranzystora (wpływ pojemnościmiędzyelektrodowych) oraz wpływ pojemności pasożytniczych wzmacniacza,
⇒ przy średnich f – ku = const, elementy reaktancyjne nie mają wpływu na wartość wzmocnieniaa schemat wzmacniacza opisywany jest jedynie parametrami rzeczywistymi.
11
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwości
][dB
ku
0uk
[log]
f
dB3
df gf
zakres częstotliowsci
010 110 210 310 410 510 610
średniemałe duże
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE – schemat zastępczy
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
M O D E L
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
RL
Eg~
RG
RE
C2
RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
RL
EG~
RG
RB1
WY
RB2
WE
RC RL
EG~
RG
RB1
WY
RB2
WE
RC
gbe gmube gce
B
E
C
12
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
beb
beweT r
i
ur ==
rweT
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
rwyT
cec
cewy r
i
ur ==
rwe
berR
be
R
BBwe
wewe rrRR
i
ur
beB
B
>>≈== |||| 21 43421
rwy
CRr
Ccewy
wywy RRr
i
ur
Cce>>≈== ||
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE – rezystancja wej. i wyj.
i liwe icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
uwe
RB1 RB2
E
WY
uwy
ib
ube uce
iwy
Wzmacniacz WEoporność wejściowa
BQ
Tbe
B
inin I
ri
ur
ϕ===beu
inu
CRoutu
13
Wzmacniacz WE
−==
CCout
bemC
Riu
ugi
beuinu
Cmin
outu Rg
u
uk ==
CRoutu
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
kusk
{{
( ){
Gwe
weceCL
uu Rr
r
um
rRR
obcg
be
k
be
c
c
wy
g
wyusk gR
e
u
u
i
i
u
e
uk
+
⋅−⋅=⋅⋅== γ
γ||43421
γu - napięciowy współczynnik wykorzystania obwodu wejściowego wzmacniacza
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE – skuteczne wzmocnienie napięciowe
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
i liwe icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
uwe
RB1 RB2
E
WY
uwy
ib
ube uce
iwy
14
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
kisk
γi - prądowy współczynnik wykorzystania obwodu wejściowego wzmacniacza
{
( )434214444 34444 2143421
i
L
weui
ii
weG
G
R
rkk
beB
B
Lwy
wy
g
we
k
we
b
b
c
c
l
g
lisk rR
R
rR
R
Rr
r
i
i
i
i
i
i
i
i
i
ik
γγ
β+
⋅+
⋅−⋅+
=⋅⋅⋅==
⋅=
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniaczaKonfiguracja WE – skuteczne wzmocnienie prądowe
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
i liwe icWE
RLRCgbe gce
B
E
C
uwe
RB1 RB2
E
WY
uwy
ib iwy
ube uce
IG RG
ig
b
bem
i
ug
β=
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym
Wskutek nieliniowości ch-yki przejściowej tranzystora pojawiają się zniekształcenia sygnałuwyjściowego. Miarą tych zniekształceń jestwspółczynnik zawartości harmonicznych
%100%100___
__
1
2
2
×≈×=∑
∞
=
U
U
sygnalucalegoskutecznawartosc
ychharmonicznskutecznawartosch n
n
Wprowadzenie do układu sprzężenia zwrotnego ujemnego (część sygnału wyjściowego przeciwdziałasygnałowi wejściowemu), powoduje znaczne zmniejszenie wpływu nieliniowości ch-yki i poprawęwarunków działania wzmacniacza.
15
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym
Sprzężenie zwrotne ujemne - rodzaje
ZobcU2
I2
Uin
I f
YgIg
I1 Iin
kU
Zβ
ZobcU2
I2
Uin
Zg
~
I in
Eg U1Uf
kU
Z1β Z2
Zobc
I2
Uin
If
YgIg
I1 Iin
kU
Z1β Z2
Zobc
I2
Uin
I f
Zg
~
I in
Eg U1Uf
kU
Zβ
N-R
P-R
N-S
P-S
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym
Sprzężenie zwrotne ujemne - właściwości
sprzężenie
parametr N – S P – S N – R P – R
kuskf, kiskf, kpskf
kuf
kif
Zwef
Zwyf
16
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
RC
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
RC
M O D E L RL
EG~
RG
RB1
WY
RB2
WE
RC
gbe gmube gce
B
E
C
RE
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – schemat zastępczy
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
II twierdzenie Millera
U13U23
1 2
3
U1U2
Rx
I2I1
I1+I 2
( ) xRIIUU 21131 ++=
( ) xRIIUU 21232 ++=
1 2
3
U1U2
I2I1 R1 R2
U13 U23
11131 RIUU +=
22232 RIUU +=
( ) xix RkRI
IR +=
+= 11
1
21
xi
x Rk
RI
IR
+=
+= 1
112
12
17
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
RC
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
RC
M O D E L RL
EG~
RG
RB1
WY
RB2
WE
RC
gbe gmube gce
B
E
C
RE
bII =1 cII =2
( ) EEb
c RRI
IR β+=
+= 111
EEEc
b RRRI
IR ≈
+=
+=
β1
112
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – schemat zastępczy
RL
EG~
RG
RB1
WY
RB2
WE
RC
gbe gmube gce
B
E
C( ) ER1+β RE
RL
EG~
RG
RB1
WY
RB2
WE
RC
gbe gmube gce
B
E
C( ) ER1+β RE
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )1' ++== βEbeb
ebweT Rr
i
ur
rweT rwyT
cec
cewyT r
i
ur ==
rwe
weT
R
BBwe
wewe rRR
i
ur
B
|||| 21 43421==
rwy
CRr
Ccewy
wywy RRr
i
ur
Cce>>≈== ||
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – rezystancja wej. i wyj.
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
( ) ER1+β i liwe icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
uwe
RB1 RB2
E
WY
uwy
ib iwy
ube uce
B’
ub’e
18
Wzmacniacz ze sprzężeniem emiterowym
beuinu
CRoutu
Eu
outu
EREEbe
B
inin RRr
i
ur ββ ≈+==
JAK WTÓRNIK !!!!!
Wzmacniacz ze sprzężeniem emiterowym
beuinu
E
C
mE
C
in
outu R
R
gR
R
u
uk −≈
+−==
1
CRoutu
+=−=
+==
+==
in
mE
CCCout
in
mE
EECE
Ebein
bemC
u
gR
RRiu
u
gR
RRiu
uuu
ugi
1
1
Eu
outu
ER
19
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
kusk
{{
( ) ( ) {
Gwe
we
E
C
Em
Cm
wyL
uu Rr
r
u
R
R
Rg
Rg
Ebe
bem
rR
obcg
we
k
we
be
be
c
c
wy
g
wyusk Rr
rgR
e
u
u
u
u
i
i
u
e
uk
+−≈
+−≈
⋅++
⋅−⋅=⋅⋅⋅== γβ
γ 44444 344444 214434421
1
||1
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – skuteczne wzmocnienie napięciowe
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
( ) ER1+β i liwe icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
uwe
RB1 RB2
E
WY
uwy
ib iwy
ube uce
B’
ub’e
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
kisk
{
( ) ( )[ ]43421444444 3444444 2143421
i
L
weui
ii
weG
G
R
rkk
EbeB
B
Lwy
wy
g
we
k
we
b
b
c
c
l
g
lisk rR
R
RrR
R
Rr
r
i
i
i
i
i
i
i
i
i
ik
γγ
ββ
+⋅
+++⋅−⋅
+=⋅⋅⋅==
⋅=
1
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WE ze SZ prądowym – skuteczne wzmocnienie prądowe
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
( ) ER1+β i liwe icWE
RLRCgbe gce
B
E
C
uwe
RB1 RB2
E
WY
uwy
ib iwy
ube uce
B’
ub’e
IG
ig
RG
b
bem
i
ug
β=
20
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
RLEG~
RG
RE
+ EC
C2
RB1
WY
C1
RB2
WE
RLEG~
RG
RE
+ EC
C2
RB1
WY
C1
RB2
WE
RL
EG~
RG
RB1
WY
RB2
WE
RE
M O D E L
RLEG~
RG
RE
+ EC
C2
RB1
WY
C1
RB2
WE
RL
EG~
RG
RB1
WY
RB2
WE
RE
gbe
gmube gce
B
C
E
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WK – schemat zastępczy
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
obcBweTBwe
wewe RRrR
i
ur β≈==
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
rweTrwe
( ) ( ) ( )
( )43421
obcR
LEcebe
b
LEcebbeb
b
LEceebeb
b
wybe
b
bcweT
RRrr
i
RRriri
i
RRriri
i
uu
i
ur
)1(
1
++=
=++
=+
=+
==
β
β
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WK – rezystancja wejściowa
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
i liwe ieWE
RL
EG ~
RG
RE
gbe
gmube
gce
B
C
E
uwe
RB1 RB2
C
WY
uwy
ib iwy
ubeubc uec
21
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
+≈==
βG
mEwyTE
wy
wywy
R
gRrR
i
ur
1
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
rwyT rwy
( )( )( ) ( )
+≈
++
=+
+=
++==
>> ββββG
mRR
R
BBGbe
b
BBGbbeb
b
webe
e
ecwyT
R
g
RRRr
i
RRRiri
i
uu
i
ur
GB
G
1
111
'
2121
48476
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WK – rezystancja wyjściowa
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
i liwe ieWE
RL
EG ~
RG
RE
gbe
gmube
gce
B
C
E
uwe
RB1 RB2
C
WY
uwy
ib iwy
ubeubc uec
Wtórnik emiterowy (WK)wzmocnienie napięciowe
bemC ugi =
+=≈
=
outbein
ECout
bemC
uuu
Riu
ugi
beu
inuoutu
11
≈<+
=+
==
CQ
TE
E
mE
E
in
outu
IR
R
gR
R
u
uk ϕ
ER
22
Wtórnik emiterowy (WK)oporność wejściowa
bemC ugi =
+=+=≈≈=
==
EBbeBEbein
EBECEEE
beC
beBbe
Ririuuu
RiRiRiu
ri
riu
ββ
β
beu
inuEu
EEbeB
inin RRr
i
ur ββ ≈+==
ER
Bi
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
{{ u
k
obcm
obcmu
weTbem
rRR
obcg
we
k
we
b
b
be
be
e
e
wy
g
wyusk
u
ceEL
uu
Rg
Rg
rrgR
e
u
u
i
i
u
u
i
i
u
e
uk γγ
γ
⋅
+≈⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅==
≤4434421444 3444 21
1
1
1
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
kusk
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WK – skuteczne wzmocnienie napięciowe
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
i liwe ieWE
RL
EG ~
RG
RE
gbe
gmube
gce
B
C
E
uwe
RB1 RB2
C
WY
uwy
ib iwy
ubeubc uec
23
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
{
( )4342144444 344444 2143421
i
L
weui
ii
weG
G
R
rkk
weTB
B
LceE
ceE
g
we
k
we
b
b
e
e
l
g
lisk rR
R
rR
R
RrR
rR
i
i
i
i
i
i
i
i
i
ik
γγ
β+
⋅+
⋅+⋅+
=⋅⋅⋅==
=
1
T
CQm
Ig
ϕ=
βm
be
gg =
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniaczaKonfiguracja WK – skuteczne wzmocnienie prądowe
kisk
CEQEY
CQce UU
Ig
+=
i liwe ieWE
RLRE
gbe
gce
B
C
E
uwe
RB1 RB2
C
WY
uwy
ib iwy
ubeubc uec
IG
ig
RGbemug
( ) bi1+= β
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
RL
RE
+ EC
C2RB1
WY
RB2CB
RC
EG~
RG
WEC1
RL
RE
+ EC
C2RB1
WY
RB2CB
RC
EG~
RG
WEC1
M O D E L
RL
EG~
RG
RE
WYWE
RC
geb
E
B
C
eiα
α – współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora w konfiguracji OB
1+==
ββα
E
C
I
I
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WB – schemat zastępczy
24
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
meb
e
ebweT g
ri
ur
1=== ∞==c
cbwyT i
ur
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WB – rezystancja wej. i wyj.
rwyT rwyrweTrwe
{ ebmrR
weTEwe
wewe r
grR
i
ur
ebE
=≈==>>
1CwyTC
wy
wywy RrR
i
ur ≈==
T
CQm
Ig
ϕ=
( ) mbeeb ggg =+= 1β
01
≈+
=β
ceec
gg
eiα
i liwe icWE
RL
EG ~
RG
RCgeb
E
B
C
uwe
RE
B
WY
uwy
ie iwy
ueb ucb
Wzmacniacz WB
beu
inu Cmin
outu Rg
u
uk ==
CRoutu
−=−=
=
bein
CCout
bemC
uu
Riu
ugi
ER
25
Wzmacniacz WBrezystancja wejściowa
beu
inu
CRoutu
ERE
mE
be
E
inin R
gR
r
i
ur
1===β
==
−=
+−=
bebem
bein
E
inbemE
rrg
uu
R
uugi
β
β
1
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WB – skuteczne wzmocnienie napięciowe
kusk
{{ { uobcm
Rr
r
ueb
RR
obcg
we
k
we
e
e
c
c
wy
gusk RggR
e
u
u
i
i
i
i
u
e
uk
Gwe
weCL
uu
γγα
γ
⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅==
+||
2
43421
T
CQm
Ig
ϕ=
( ) mbeeb ggg =+= 1β
01
≈+
=β
ceec
gg
eiα
i liwe icWE
RL
EG ~
RG
RCgeb
E
B
C
uwe
RE
B
WY
uwy
ie iwy
ueb ucb
26
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniaczaKonfiguracja WB – skuteczne wzmocnienie prądowe
kisk
{ 43421444 3444 2143421i
LC
Ci
ii
weG
G
RR
Rk
weTE
E
LC
C
g
we
k
we
e
e
c
c
l
g
lisk rR
R
rR
R
RR
R
i
i
i
i
i
i
i
i
i
ik
γαγ
α+
⋅+
⋅⋅+
=⋅⋅⋅==
≤⋅+
≈ 1
T
CQm
Ig
ϕ=
( ) mbeeb ggg =+= 1β
01
≈+
=β
ceec
gg
eiα
i liwe icWE
RLRCgeb
E
B
C
uwe
RE
B
WY
uwy
ie iwy
ueb ucb
IG RG
ig
Wzmacniacz z wyjściem z kolektora i emitera
beuinu
E
C
mE
C
in
CuC R
R
gR
R
u
uk −≈
+−==
1
CRCu
Eu
11
≈+
==
mE
E
in
EuE
gR
R
u
uk
ER
E
C
CQ
TE
C
in
CuC R
R
IR
R
u
uk −≈
+−== ϕ
1≈+
==
CQ
TE
E
in
CuE
IR
R
u
uk ϕ
27
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
ParametrKONFIGURACJA
WE WK WB
Wzmocnienie napięciowe
ku (duże) (duże)
Max wzmocnienie prądowe (RL =0)
ki(duże) (duże)
Rezystancja wejściowa
rwe (średnie) (duże zależy od RL) (małe)
Rezystancja wyjściowa
rwy (duże) (małe zależy od RG) (duże)
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Porównanie konfiguracji wzmacniaczy z tranzystorem bipolarnym
obcB RR β≈
obcmRg− obcmRg1≤
1≤β−≈ ( )1+≈ β
ber≈m
eb gr
1=≈
CR≈ CR≈
+≈
βG
mE
R
gR
1
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
∞→ik ∞→pk
Układ odpowiada układowi WE.
0≈→ GB II
DSCE UU → 0<→ GSBE UU
∞≈→ gsbe rrstąd: i
Ze względu na duże rwe układów unipolarnych nie określa się dlanich wzmocnień prądowych ani wzmocnień mocy gdyż dążą one donieskończoności.
wzmocnienie dla tranzystorów typun mieści się w zakresie 100...300V/V dla tranzystorów typupjest o połowę mniejsze. maxku tranzystorów polowych stanowi około 1/10 wzmocnienia tranzystorówbipolarnych
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WS
RL
EG~
RG
RS
+ ED
C2RG1
WY
C1
RG2
WE
CS
RD
28
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WS – schemat zastępczy
RL
EG~
RG
RG1
WY
RG2
WE
RD
gmugs gds
G
S
D
RL
EG~
RG
RS
+ ED
C2RG1
WY
C1
RG2
WE
CS
RD
M O D E L
RL
EG~
RG
RS
+ ED
C2RG1
WY
C1
RG2
WE
CS
RD
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
{
( ){
Gwe
weobc
uuRr
r
um
R
dsDLg
gs
k
gs
d
d
wy
g
wyusk grRR
e
u
u
i
i
u
e
uk
+
⋅−⋅=⋅⋅== γ
γ
4342143421
GGweT
R
GGwe
wewe RrRR
i
ur
GG
≈==43421
21 dsDwy
wywy rR
i
ur ==
rwyT=rds rwyrweT=∞∞∞∞rwe
kusk
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WS
i liwe idWE
RL
EG ~
RG
RD
gmugs
gds
G
S
D
uwe
RG1 RG2
S
WY
uwy
iwy
ugs uds
29
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WD – schemat zastępczy
RL
EG~
RG
RG1
WY
RG2
WE
RS
ugs
gmugs gds
G
D
S
RLEG~
RG
RS
+ ED
C2
RG1
WY
C1
RG2
WE
M O D E L
RLEG~
RG
RS
+ ED
C2
RG1
WY
C1
RG2
WE
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WD – rezystancja wej. i wyj.
Sm
SwyS
wy
wywy Rg
RrR
i
ur
+≈==
1
rwyT rwyrweT=∞∞∞∞rwe
GGweT
R
GGwe
wewe RrRR
i
ur
GG
≈==43421
21mdsms
sdwyT gggi
ur
11 ≈+
==
i liwe isWE
RL
EG ~
RG
RS
gmugs
gds
G
D
S
uwe
RG1 RG2
D
WY
uwy
iwyugs
usdugd
30
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WD – skuteczne wzmocnienie napięciowe
kusk
{ {
u
k
mobc
mu
obcgsmgs
obcgsm
Gwe
we
sdgs
R
LSdss
g
we
k
we
wy
g
wyusk
u
obc
uu
gG
g
Rugu
Rug
Rr
r
uu
RRri
e
u
u
u
e
uk γγ
γ
⋅
+=⋅
+=
+⋅
+⋅
=⋅==
≤43421
48476
1
i liwe isWE
RL
EG ~
RG
RS
gmugs
gds
G
D
S
uwe
RG1 RG2
D
WY
uwy
iwyugs
usdugd
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WG – schemat zastępczy
RL
EG~
RG
RS
WYWE
RD
gds
S
G
D
gmugs
układ ze względu na niewykorzystanie właściwościtranzystorów polowych – dużej rgs, jako samodzielnywzmacniaczpraktycznie nie stosowany.układ wykorzystywany w tzw. układach kaskodowych
RL
RS
+ ED
C2RG1
WY
RG2CG
RD
EG~
RG
WEC1
RL
RS
+ ED
C2RG1
WY
RG2CG
RD
EG~
RG
WEC1
M O D E L
31
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )( )
m
uugug
dgsgdssgm
sg
s
sgweT guugug
u
i
ur
dgsgdssgm
1≈−+
==
−>>444 3444 21
rweTrwe
mSweTS
we
wewe gG
rRi
ur
+=== 1
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WG – rezystancja wejściowa
i liwe WE
RL
EG ~
RG
RD
S
G
D
uwe
RS
G
WY
uwy
is iwy
usg udg
gds
gmugs
id
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
rwyT rwy
DwyTDwy
dgwy RrR
i
ur ≈==
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WG – rezystancja wyjściowa
i liwe WE
RL
EG ~
RG
RD
S
G
D
uwe
RS
G
WY
uwy
is iwy
usg udg
gds
gmugs
id
( )
( )( )SGds
dsmGS
d
dgwyT
SGsgds
sggs
sgdgdsgsmd
GGg
ggGG
i
ur
GGuii
uu
uugugi
++++==⇒
+==
−=
−+=
32
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
uobcmweG
G
k
obcds
dsm
g
we
we
wy
g
wyusk Rg
GG
G
Gg
gg
e
u
u
u
e
uk
uu
γ
γ
⋅⋅≈+
⋅++=⋅==
4342143421
kusk
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Konfiguracja WG – skuteczne wzmocnienie napięciowe
i liwe WE
RL
EG ~
RG
RD
S
G
D
uwe
RS
G
WY
uwy
is iwy
usg udg
gds
gmugs
id
( ) ( )obcm
G
LDds
dsmu
wegssg
sgwydsgsmLDwyRg
GGg
ggk
uuu
uugugGGu
obc
⋅≈++
+=⇒
=−=
=−+++
43421
0
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
ParametrKONFIGURACJA
WS WD WG
Wzmocnienie napięciowe
ku-gmRobc <=1 gmRobc
Rezystancja wejściowa
Rwe≈ RGG ≈ RGG
Rezystancja wyjściowa
Rwy
≈ RDdsD rRSm
S
Rg
R
+1
mS gG +1
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Porównanie konfiguracji wzmacniaczy z tranzystorem unipolarnym
33
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
][dB
kU
0Uk
[log]
f
dB3
df gf
zakres częstotliowsci
010 110 210 310 410 510 610
średniemałe duże
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
W układzie występuje sprzężenie wejścia z wyjściem (poprzezCbc), aby łatwiej analizować,upraszczamy schemat tworząc schemat unilateralny.Przy tworzeniu schematu unilateralnego korzystamy z I twierdzenia Millera:
Zjawisko zwielokrotniania pojemności (ogólnie amditancji) między wejściem i wyjściem wzmacniacza, w stosunku zależnym od ku.
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
ili1 icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
u1
RB1 RB2
E
WY
u2
ib i2
ube uce
cbc
cbe
If
X Y
34
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
I twierdzenie Millera
Z
UUI 21
1
−=1
11 Z
UI =
uk
Z
U
UZ
Z−
=−
=11
1
21
1 2
3
Z I2I1
U1U2
1 2
3
Z1
I2I1
U1U2Z2
Z
UUI 12
2
−=2
22 Z
UI =
uk
Z
U
UZ
Z1
112
12
−=
−=
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Cbc zastępujemy pojemnościami CX i CY równolegle włączonymi dogbe i gce.CX i CY takie by admitancja widziana z zaciskówX-E i Y-Ebyła taka sama dla obu schematów
( )ubcf
X kcjU
ICj −⋅⋅== 1
1
ωωobcbc
ubc
fY Rcj
kcj
U
ICj <<⋅≈
−⋅⋅=
−= ωωω 1
12
i li1 icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
u1
RB1 RB2
E
WY
u2
ib i2
ube uce
cbc
cbe
If
X Y
i li1 icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
u1
RB1 RB2
E
WY
u2
ib i2
ube uce
cbe
X Y
CX CY
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
i li1 icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
u1
RB1 RB2
E
WY
u2
ib i2
ube uce
cbe
X Y
CX CY
35
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )ubcbeXbewe kccCcc −+=+= 1
Górna częstotliwość granicznafg wyznaczamy poprzez wyliczenie bieguna funkcjiku(jω).
( )11
1
++⋅⋅=
+⋅
⋅=
we
GGwe
u
Gwe
we
wewe
uusk
r
RRcj
k
Rcj
r
cjr
kjkω
ω
ωω
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
01=++⋅⋅we
GGwe r
RRcω
Gweweg Rrc
f⋅⋅⋅
=π2
1
gfπω 2=
gdzie:
gdzie:
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )( )udbcbewe kCccc −++= 1
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
Wartość górnej częstotliwości granicznej można ograniczać poprzez dodanie do układu dodatkowegokondensatoraCd pomiędzy B a C. Wówczas zastępcza pojemność wejściowa układu:
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2
RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
Cd
36
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )ugdX kcjCj −⋅⋅= 1ωω
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WSi li1 idWE
RL
EG ~
RG
RD
gmugs
gds
G
S
D
u1
RG1 RG2
S
WY
u2
i2
ugs uds
cgs CX
Xgswe Ccc +=
Gweweg Rrc
f⋅⋅⋅
=π2
1
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
i li1 icWE
RL
EG ~
RG
RCgbe
gmube
gce
B
E
C
u1
RB1 RB2
E
WY
u2
ib i2
ub’e uce
cbe
X Y
CX CY
( ) ER1+βB’
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE ze SZ
( ) ( )ubcEbe
bebewe kc
Rr
rcc −+
++= 1
1β
Gweweg Rrc
f⋅⋅⋅
=π2
1
37
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WK
i li1 ieWE
RL
EG ~
RG
RE
gbe
gmube
gce
B
C
E
u1
RB1 RB2
C
WY
u2
ib i2
ubeubc uec
cbe
cbc
⋅+⋅⋅⋅
=
LEcem
bebcBG
g
RRrg
ccRR
f
π2
1
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WD
⋅+⋅⋅⋅
=
LSdsm
gsgdGGG
g
RRrg
ccRR
f
π2
1
i li1 isWE
RL
EG ~
RG
RS
gmugs
gds
G
D
S
u1
RG1 RG2
D
WY
u2
i2
ugs usd
cgs
cgd
38
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WB
beebEG
gcrRR
f⋅⋅⋅
=π2
11
eiα
i li1 WE
RL
EG ~
RG
RCgeb
E
B
C
u1
RE
B
WY
u2
ie i2
ueb ucb
cbe cbc
bcCLg cRR
f⋅⋅⋅
=π2
12
Zazwyczaj stała czasowa obwodu wejściowego jest znacznie mniejsza niż wyjściowego, zatem:
2gg ff =
ze względu na małe Cwe (praktycznie nie występuje efekt Millera) układ stosowany głównie dla wysokich f
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres dużych częstotliwościGórna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WG
gdDLg cRR
f⋅⋅⋅
=π2
1
Ponieważ rwe układu jest niewielka, obwód wejściowy praktycznie nie wpływa na wartość fg. Zatemfgzależy od obwody wyjściowego wzmacniacza i równa się:
i li1 WE
RL
EG ~
RG
RD
S
G
D
u1
RS
G
WY
u2
is i2
usg udg
gds
gmugs
id
cgs cgd
39
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres małych częstotliwościDolna częstotliwość graniczna
][dB
kU
0Uk
[log]
f
dB3
df gf
zakres częstotliowsci
010 110 210 310 410 510 610
średniemałe duże
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Spadek wzmocnienia przy niskichczęstotliwościach jest skutkiem wzrostureaktancji kondensatorówC1, C2, C3.
Wpływ kondensatorów na ch-ykiczęstotliwościowe bada się przy oddzielnymuwzględnieni każdego z kondensatorów.
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
Zakres małych częstotliwościDolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
40
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )Gwe RrCf
+=
11 2
1
π
( )Lwy RrCf
+=
22 2
1
π
Zakres małych częstotliwościDolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WE
( )
EE
beBg
E
E CR
rRR
R
fπ
β
2
11
+++
=
rbe gmube gce RL
CE
RC
RE
IG RG RB
C2C1
rbe
gmube gce RLRCIG RG RB
C2C1
( )β+1ER
( )β+1EC
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )Gwe RrCf
+=
11 2
1
π
( )Lwy RrCf
+=
22 2
1
π
Zakres małych częstotliwościDolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WS
Sdsm
SS
Ggg
Cf
++
=π2
1
RL
EG~
RG
RS
+ ED
C2RG1
WY
C1
RG2
WE
CS
RD
41
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )Gwe RrCf
+=
11 2
1
π
( )Lwy RrCf
+=
22 2
1
π
Zakres małych częstotliwościDolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WK i WD
RLEG~
RG
RE
+ EC
C2
RB1
WY
C1
RB2
WE
RLEG~
RG
RS
+ ED
C2
RG1
WY
C1
RG2
WE
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
( )Gwe RrCf
+=
11 2
1
π
( )Lwy RrCf
+=
22 2
1
π
Zakres małych częstotliwościDolna częstotliwość graniczna
Konfiguracja WB i WG
RL
RE
+ EC
C2RB1
WY
RB2CB
RC
EG~
RG
WEC1
RL
RS
+ ED
C2RG1
WY
RG2CG
RD
EG~
RG
WEC1
BBB RC
fπ2
1=
42
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakres małych częstotliwościDolna częstotliwość graniczna
maxffd ≈
Wartość dolnej częstotliwości granicznej będzie zależała od wzajemnego usytuowania biegunówskładowych częstotliwości.
Gdy istnieje biegun dominujący, tzn. większy od największego z pozostałych o co najmniej dwieoktawy (4 razy) tofd przyjmuje wartość:
222
21 ...1,1 nd ffff +++≈
Gdy wszystkie bieguny nie są od siebie odległe (wzajemne oddalenie mniejsze niż 2 oktawy) tofd przyjmuje wartość:
Gdy bieguny są sobie równe tofd przyjmuje wartość:
12
1
−≈
nd
ff
n – ilość biegunów
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na amplitudę UWY
Dla zadanych wartości RL orazamplitudy napięcia UWY , dobraćpunkt pracy tranzystora pracującegow układzie wzmacniacza.
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
UWY
43
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
UUUU CEsatCEQWYm ∆−−=−
UCE
IC
ICQ
UCEQ
Q
EC
EC
C
RRE+
t
UCEsatUCE
UWYm+
UWYm-U∆
111
−+
+=
LCCQWYm RR
IU
∆U – zapas napięcia uwzględniający zmiany punktu pracywywołane zmianami temperatury (10%UWYm)
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na amplitudę UWY
+− = WYmWYm UU
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
UWY
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
UUUU CEsatCEQWYm ∆−−=−
111
−+
+=
LCCQWYm RR
IU
UUUU CEsatWYmCEQ ∆++= −
RCR1
+ EC
R2RE
ICQ
UCEQLWYm
CQ
C RU
I
R
11 −= +
L
WYmCQ R
UI
+
=min
( ) katCCQ II maxmax 3,02,0 −=CQI
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na amplitudę UWY
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
UWY
44
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
RCR1
+ EC
R2RE
ICQ
UCEQ
z ch-yk tranzystora odczytujemyIBQ, UBEQ
LWYm
CQ
C RU
I
R
11 −= + CR
CCQRC RIU =
dobór wart. RC
ze znormalizow.szeregów (E24,E48, ...)
korektaICQ
RCR1
+ EC
R2RE
ICQ
UCEQ
IBQ
UBEQ
RCR1
+ EC
R2RE
ICQ
UCEQ
IBQ
UBEQ
URCRCR1
+ EC
R2RE
ICQ
UCEQ
IBQ
UBEQ
URC
URE
spadek napięciaUREze względu na dobrą stabilność p.p.zakładamy na poziomie:
( ) BEQRE UU 42÷=
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na amplitudę UWY
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
RCR1
+ EC
R2RE
ICQ
UCEQ
IBQ
UBEQ
URC
URE
RECEQRCC UUUE ++=dobór wart. EC zeznormalizow. wartościzasilaczy (6, 9, 12...)V
korekta spadków napięć
EEQRE RIU = ERdobór wart. RE
ze znormalizow.szeregów (E24,E48, ...)
korektaICQ
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na amplitudę UWY
45
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
RCR1
+ EC
R2RE
ICQ
UCEQ
IBQ
UBEQ
URC
URE
UR1
UR2
Idz
REBEQR UUU +=2
21 RCR UEU −=
BQdz II 10≈
dz
R
I
UR 1
1 =BQdz
R
II
UR
−= 2
2
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na amplitudę UWY
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na wzmocnienie napięciowe ku
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
UWY
Przy zadanych wartościach RL, RG
oraz wzmocnienia napięciowegowzmacniacza ku , dobrać punktpracy tranzystora.
46
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Zakładamy p.p. tranzystora na podstawie:
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na wzmocnienie napięciowe ku
⇒ tabela typowych zastosowań wzmacniaczytranzystorowych,
Zastosowanie ICQ UCEQ
Stopnie wejściowe wzmacniaczy m.cz. o małym poziomie szumów
(20 – 200) µA
(1 – 5) V
Stopnie pośrednie wzmacniaczy małych sygnałów (m.cz. I w.cz.)
(0,2 – 2) mA (3 – 10) V
Stopnie wejściowe wzmacniaczy operacyjnych
(1 – 10) µA (0,7 – 5) V
Wzmacniacze szerokopasmowe
(5 – 50) mA (5 – 10) V
Wzmacniacze akustyczne średniej mocy
(0,1 – 1) A (5 – 12) V
Wzmacniacze akustyczne dużej mocy
(2 – 10) A (20 – 100) V
Stopień odchylania poziomego w tv
(3 – 6) A(800 – 1100)
V
Nadajniki w zakresie KF i UKF (5 – 30) A (30 – 60) V
⇒ dobór p.p. jak dlażądanej amplitudyUWY.
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
UWY
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Dla założonego p.p. obliczamy parametrytranzystora:
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na wzmocnienie napięciowe ku
Tmg
ϕCI=
0T βϕCI=ebg '
CE
C
UI+
=EYUceg ( )CE
C
UI
+=
EY0 Uβcbg '
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
UWY
47
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
Wzmocnienie napięciowe wzmacniacza w konfiguracje WE:
Dobór punktu pracy (projekt inż.)Dobór p.p. ze względu na wzmocnienie napięciowe ku
( )ceCLm rRRg−=uk CRdobór kolejnych elementóww układzie wzmacniacza tak jakw projekcie na amplitudę UWY
RL
EG~
RG
RE
+ EC
C2RB1
WY
C1
RB2
WE
CE
RC
UWY
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
•szacowanie punktu pracy wzmacniacza tranzystorowego•szacowanie parametrów małosygnałowych (ku,ki,rin,rout,fd,fg) wzmacniaczy WE, WC,WB, WS, WD, WG•porównanie parametrów małosygnałowych(ku,ki,rin,rout,fd,fg) wzmacniaczy WE, WC,WB, WS, WD, WG•efekt Millera
Podsumowanie
48
Politechnika WrocławskaInstytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyk i
ParametrKONFIGURACJA
WE WK WB
Wzmocnienie napięciowe
ku (duże) (duże)
Max wzmocnienie prądowe (RL =0)
ki(duże) (duże)
Rezystancja wejściowa
rwe (średnie) (duże zależy od RL) (małe)
Rezystancja wyjściowa
rwy (duże) (małe zależy od RG) (duże)
Zakres średnich częstotliwościParametry robocze wzmacniacza
Porównanie konfiguracji wzmacniaczy z tranzystorem bipolarnym
obcB RR β≈
obcmRg− obcmRg1≤
1≤β−≈ ( )1+≈ β
ber≈m
eb gr
1=≈
CR≈ CR≈
+≈
βG
mE
R
gR
1
KONFIGURACJA
WE WK WB
(średnia) (duża)
(b. duża)
do fT
Gweweg Rrc
f⋅⋅⋅
=π2
1
⋅+⋅⋅⋅
=
LEcem
bebcBG
g
RRrg
ccRR
f
π2
1
bcCLg cRR
f⋅⋅⋅
=π2
12