Расчет по сигналу

Этот расчет также проведем при помощи программы Fastmean. Чтобы определить свойства усилителя по сигналу, необходимо составить эквивалентную схему усилителя для переменного тока. Учитывая, что сопротивление источника питания Е₀ переменному току равно нулю, на эквивалентной схеме его выводы можно замкнуть накоротко, а сам источник удалить. После этой операции верхние выводы резисторов R2, R3, R5, R7, R10 (рис.1) оказываются на переменном токе соединенными с общим проводом. Коллектор транзистора V3 также соединяется с общим проводом. Далее нужно элементы схемы V1, V2, V3, V4 и AD1 заменить их эквивалентными моделями на переменном токе. Источником сигнала является фототок I_m1 диода V1. Сопротивление фотодиода на переменном токе определяется касательной к вольт-амперной характеристике в точке А. Вследствие того, что приращение напряжения измеряется в вольтах, а приращение тока в долях микроампера, сопротивление фотодиода переменному току r_Д=∆u/∆i оказывается значительно больше, чем сопротивление постоянному току R_Д , и r_Д достигает 80…100 МОм. Это дает право рассматривать источник сигнала как генератор тока. Чрезвычайно большое сопротивление r_Д учитывать в эквивалентной схеме необходимости нет, остается учесть лишь ёмкость фотодиода С_Д (рис.8,а). На рис.8,б изображена эквивалентная схема фотодиода по переменному току с учетом его цепей питания.

а) б)

Рис.8 Модель фотодиода на переменном токе а) и эквивалентная схема входной цепи б)

На эквивалентной схеме полевой транзистор заменяем активным четырехполюсником типа ИТУН—источник тока, управляемый напряжением (рис.9,а). Это значит, что выходной ток (ток стока i_C) управляется входным напряжением (затвор-исток u_ЗИ ), т.е.

В данной модели Cзи - емкость затвор-исток транзистора, пФ, Сзс проходная емкость, емкость перехода затвор-сток, пФ. Величина этих ёмкостей дается в справочниках по транзисторам. S –крутизна в точке покоя, мА/В. Сопротивление перехода затвор-исток очень велико.

а) б)

Рис.9. Эквивалентная модель полевого транзистора V2 (ИТУН) а) и биполярного транзистора V3 и V4 (ИТУТ) б) по сигналу.

Биполярные транзисторы V3 и V4 заменяем каждый активным четырехполюсником типа ИТУТ – источник тока, управляемый током (рис.9,б).

В этой модели r_б’б - объёмное сопротивление базового слоя, Ом. Находим его из выражения r_б’б =τ_К/C_{К .} C_К - ёмкость коллекторного перехода, пФ, приводится в справочниках.

r_б’э- сопротивление перехода база-эмиттер, Ом. Оно вычисляется: r_б’э= (1+h₂₁) , где h₂₁- коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Производим вычисления:

По номинальному ряду: ,

Cб’э - емкость перехода база-эмиттер, пФ. Она вычисляется по выражению

Cб’э =