Каскад с общим эмиттером.

[DJ_club]

Привет всем. Взялся тут разобраться в усилительном каскаде во всех подробностях, с расчётами и проч. Схему рисовать не буду, она классическая - с эмиттерной стабилизацией тока коллектора. Её тут миллион раз выкладывали. Для упрощения между базой и 0 воткнул источник переменного напряжения от 3 до 5 вольт - как если бы был делитель +4 вольта и источник сигнала +/- 1 вольт. Бэтту взял 25. Питалово 12 в. Ток покоя 5 мА, U покоя пол-питания, то есть 6 в. Тогда коллекторная нагрузка 1250 ом, а в эмиттере 660.
По расчётам вышло что при максимуме входного сигнала напряжение на коллекторе меньше чем на базе. Тогда Rк уменьшил до 1к и стало норм, хотя рабочая точка изменилась - 7,2 В в покое.

Для большей точности расчёты вёл учитывая что Iк = Iэ - Iб. По результатам вышло что при изменении входного напряжения от 3 до 5 в , на коллекторе мы имеем от 6,06 до 8,66 вольт -совершенно кривая загогулина вместо синуса, где нижняя полуволна меньше верхней на 22% ("ужос!").

А если по упрощённой модели (Iк = Iэ), то разница 10%.

Это нормально или я что-то не догоняю.

Выходит коэффициент усиления по напряжению для каждой полуволны свой, у одной 8,66 / 5 = 1,732 у второй 6,06/3 = 2,02. Да и какой-то мизер совсем...

[Enman]

Ответный Привет...

Схему рисовать не буду

и не надо...

или я что-то не догоняю

Догоняй, раз интересно...Ты же не дурнее других, которые разобрались...

[lumped.net]

DJ_club писал(а):

2,02. Да и какой-то мизер совсем...

Так и должно быть, коэффициент усиления в самом первом приближении равен Rк/Rэ.
Слишком большое падение напряжения на Rэ. Если сделать Rэ=200, Rк=800, а смещение на базе 2 В, то Kу будет уже почти 4. Дальше можно Rэ конденсатором закоротить для нужной частоты переменного тока.

[DJ_club]

lumped.net, спасибо что не прошли мимо.
А то что такое сильное искривление - нормально? Просто во всех книгах ,что читал, про это ни слова. Про то что есть искажения из-за нелинейности транзистора, "ступенька" и т.д.только.
Расчёт показал, что чем меньше ток базы (чем больше бетта), тем меньше разница между амплитудами полуволн выходного сигнала. Об этом в книгах также ничего не встречал.
Enman, а по теме есть что сказать?
Сразу извиняюсь если эти вопросы кажутся совершенно тупыми, я не профи)

[lumped.net]

DJ_club писал(а):

А то что такое сильное искривление - нормально? Просто во всех книгах ,что читал, про это ни слова. Про то что есть искажения из-за нелинейности транзистора, "ступенька" и т.д.только.

Ну ступенек тут быть не должно, это же не каскад класса B. Искажения из-за нелинейностей всегда какие-то будут. Тяжело что-то сказать, не видя расчета. Если вот такие искажения - то это каскад выходит из линейного режима. Напряжение на базе на пике сигнала больше, чем на коллекторе, переход база-коллектор открывается.

[DJ_club]

Накидал схему, о которой речь.
Схема каскада с ОЭ с эмиттерной стабилизацией, классика жанра. Расчёт, о котором писал, вёлся по следующей модели транзистора:
h21э = бетта = const
Iэ = Iк+Iб
Uбэ = 0,7В = const
сопротивления базовой и эмиттерной областей пренебрежимо малы.
Насколько понимаю именно по этой модели рассчитывают обвеску каскада как любители так и инженеры. Во всяком случае в большинстве случаев(?).

Так вот, на ровном месте получилась такая очень неравномерная синусоида. Как так то? про это в книжках ни слова.
Причём

Расчёт показал, что чем меньше ток базы (чем больше бетта), тем меньше разница между амплитудами полуволн выходного сигнала.

Добавлено after 10 minutes 30 seconds:
расчёт для точки покоя:
Rэ = (Uб-0,7 В)/Iк = (4-0,7)/0,005 = 660 ом
Iб= Iэ/бетта = 5 ма/25 = 0,2 ма
Iэ = Iк-Iб = 4,8 ма
Rк = (Uпит - Uк)/Iк = (12-7,2)/0,0048 = 1 ком

[1en2]

На усилительный каскад нельзя подавать какой хочешь сигнал по амплитуде и при каком хочешь смещении на базе.
Всё это надо учитывать и рассчитывать...
Для примера, пусть и при том же смещении в +4 В на базе, подай сигнал всего 0,2 В амплитудой (вместо 1 Вампл),
половинки синуса будут одинаковые....
Т.е. каскад рассчитывается с нагрузки, требуемой амплитуды на выходе, выбора напряжения питания и рабочей точки на коллекторе по постоянному току. Сейчас на К-Э падает всего 1,5 В, а на коллекторном резисторе 4,8 В....Поэтому, транзистор может "опустить" сигнал мало, а вот при закрытии транзистора гораздо больше (от 7,2 до 12).
В классических учебниках - нагрузочная прямая и выбор рабочей точки.
В твоём варианте надо немного призакрыть транзистор, уменьшив постоянное смещение на базе, тогда половинки будут выравниваться.

[DJ_club]

Для примера, пусть и при том же смещении в +4 В на базе, подай сигнал всего 0,2 В амплитудой (вместо 1 Вампл),
половинки синуса будут одинаковые....

Хм... просчитал при напряжении базы 3,8...4,2 В. Получилось что на выходе от 6,12 до 7,488 . Одна полуволна 0,288 вольт, другая 1,08
что же не так?

при Uб = 3,8 В:
Iэ = (3,8-0,7)/660= 4,7 ма
Iб = 4,7 ма/25 = 0,188 ма
Iк = 4,7-0,188 = 4,512 ма
Urк = 0,004512*1000 = 4,512 в
Uк = 12-4,512 = 7,488 в.

Ну и при 4,2 получилось 6,12.

[lumped.net]

DJ_club, откуда взялось число 6.06 в изначальном расчете?
Проверил вот такую модель с зависимым источником тока коллектора в своем решателе:

Спойлер

Код:

# http://lumped.network
Vb 1 0 4
Vbe 1 2 0.7 #diode
Re 2 0 660
Vcc 3 0 12
Rc 4 3 1000
F 4 2 Vbe 25 #Ik


Он, конечно, на переменные токи рассчитан, но закон Ома есть закон Ома. Можно и для постоянного посчитать, если все зависимости линейны и в схеме нет реактивных элементов.
При vb=3 v4=8.64
При vb=4 v4=7.19
При vb=5 v4=5.74
Итого, 8.64-7.19=1.45, 7.19-5.74=1.45, получается 0% разницы. Формулы можно в решателе посмотреть, если закомментировать численные значения. Допустим, вместо F 4 2 Vbe 25 написать F 4 2 Vbe beta. Получится зависимость от беты.

Последний раз редактировалось lumped.net Вт фев 11, 2020 23:42:03, всего редактировалось 1 раз.

[DJ_club]

lumped.net писал(а):

DJ_club, откуда взялось число 6.06 в изначальном расчете?

Мой косяк) должно быть 5,996 В.

Закинул Ваш сайт в закладки, завтра на свежую голову попробую пересчитать

[DJ_club]

Всё, разобрался в изначальный расчёт вкралась ошибка. Пересчитал и всё встало на свои места Спасибо за ответы.

[DJ_club]

Если в схеме каскада есть шунтирующй конденсатор, то при вкл питания в начальный момент времени ёмкость закорачивает эмиттерный резистор и на Б-Э переход прилетает напряжение 4 вольта, так? Транзистор должен же вылететь

[Slabovik]

Опять двадцать пять. Могу повторить слово-в-слово

Slabovik писал(а):

Выгорит или нет - это зависит от многих параметров, ни один из которых не указан на схеме.

Полностью отсутствуют данные по точке "+4в сме щение".

зы: в аппаратуре середины-конца прошлого века, такие каскады использовалось чуть ли не повсеместно. Никаких "должен вылететь" как-то не наблюдалось. Что они делали не так?

[lumped.net]

Slabovik писал(а):

Полностью отсутствуют данные по точке "+4в смещение".

Ну раз DJ_club не написал, откуда берутся +4 В, то остается только предположить идеальный источник напряжения. Через R1 пройдёт никак не больше 8 мА, остальной ток заряда возьмётся из базовой цепи. Сгорит стопудово.

[Slabovik]

А можно предположить, что это только название цепи и что там на самом деле - х.з.
Так что наш DJ просто ждёт подтверждения своего предположения (очень хочет, чтобы транзистор сгорел), а не ищет правильный ответ на вопрос....

[Ivanoff-iv]

4 в смещение... относительно чего? "земли" на схеме не насыпано...

[DJ_club]

Через R1 пройдёт никак не больше 8 мА

не понимаю почему 8? 12/1000 = 12 ма. Если в уме вычли падение на к-э, то как его определили?

Чтоб было поконкретнее накидал делитель в базу. Значит, токи заряда пойдут через R3 и R1, падение на Р3 увеличится, Uб уменьшится до безопасных для перехода значений, так?

Никаких "должен вылететь" как-то не наблюдалось. Что они делали не так?

От того и вопросы: что я не понимаю, если это у них работало??

Последний раз редактировалось DJ_club Чт фев 13, 2020 16:21:29, всего редактировалось 1 раз.

[Slabovik]

Контрольный выстрел вопрос: почему вы решили, что потенциал на выводе базы в момент включения будет 4 вольта?
По моим данным он будет примерно 0,7 вольта, при этом ток, текущий через вывод базы будет не более 3 мА, а ток коллектора не более 11,5 мА при напряжении на коллекторе около 0.5 вольта.
Что он таких токов и/или напряжений должно сгореть?

[DJ_club]

Как вы это считаете??) Если я заблуждаюсь - укажите, что не так.

Uэ = Uб - 0,7 В - так?
Uэ = Iэ*Rэ
Uбэ = Uб - Uэ
Тогда если Rэ = 0, то Uбэ = Uб - 0 то есть Uбэ = Uб. В нашем случае 4 вольта.
И если для понмания рассматривать б-э переход как диод, то см.рисунок...
В чём ошибка??

[Slabovik]

Ошибка в том, что вы упустили такую немаловажную сущность, как эквивалентное внутреннее сопротивление V1.
Т.е. ваш рисунок с диодами и источником не эквивалентен схеме с транзистором.

По моим данным ЭДС V1 равен 12*2к/(2к+3,6к)=4,29 В, а внутреннее сопротивление 2к*3,6к/(2к+3,6к)=1,29 кОм
Таким образом, ток базы = (ЭДС V1 - Uбэ) / Rвнутр_v1 = (4.29-0.7)/1.29к = 2.78 мА