Elektornika II.

Příklad 1.7

Porovnejte vlastnosti jednotlivých zapojení zesilovačů.

Zapojeni SE.

Výkonové zesílení je největší ze všech sledovaných zapojení, ale je velmi závislé na parametru h_21e. Napěťové zesílení se pohybuje ve stovkách, ale zapojení otáčí fázi napětí. Proudové zesílení je rovněž velké, výstupní proud  je ve fázi se vstupním. Vstupní odpor je řádově jednotky kiloohmů, výstupní odpor jsou desítky kiloohmů.

 

Zapojení SC.

Napěťové zesílení je vždy menší než jedna, výstupní napětí je ve fázi s napětím vstupním. Proudové zesílení je velké, výstupní proud je v protifázi oproti vstupnímu. Vstupní odpor je velký (o několik řádů větší, než u zapojení SE), výstupní odpor je malý. Zapojení se používá buď k snímání signálu ze zdrojů s velkým vnitřním odporem (např. krystalové přenosky) nebo k přizpůsobení výstupu zesilovače na malý zatěžovací odpor (např. na koaxiální kabel).

Zapojení SB.

Napěťové zesílení je velké (jako u zapojení SE), výstupní signál je ale ve fázi se vstupním. Proudové zesílení je vždy menší než jedna. Vstupní odpor je malý (jednotky až desítky ohmů), výstupní odpor je velký (stovky kiloohmů až jednotky megaohmů). Zapojení se používá k snímání signálů zdrojů s malým vnitřním odporem (antény, termočlánky).

Priklad: Pro tranzistor KF 508, který má v pracovním bodě U_CE =5V a I_C =1mA parametry h_11e = 2,4 kW, h_12e = 7,3.10^-4, h_21e = 150, h_22e = 2,4.10^-5 mS určete pro R_g = 10 kW a R_z = 10 kW hodnoty A_i, A_U, r₁ a r₂ pro všechna zapojení SE, SC, SB.

1) zapojení SE:

 

 

 

 

 

2) Pro zapojení SB, přepočítáme parametry h_e na parametry h_B.

 

 

 

 

 

Dosazením do výše uvedených vzorců vypočítáme:

 

 

 

 

 

3) Pro zapojení SC přepočítáme parametry h_e na parametry h_C:

 h_11C = h_11e = 2,4 kW

 h_12C = 1 - h_12e = 1 - 7,3.10^-4 = 0,999

 h_21C = -(1+h_21e) = -(1+150) = -151

 h_22C = h_22e = 2,4.10^-5 S

 Dh_C = h_11C.h_22C - h_12C.h_21C = 2,4.10³.2,4.10^-5 - 0,999.(-151)=150,9

Opět dosazením do výše uvedených vzorců dostaneme:

 

 

 

 

 

Na uvedeném Prikladě jsou jasně vidět závěry, které byly učiněny v souhrnu jednotlivých zapojení.

Pro  vysokofrekvenční  tranzistory  udává  výrobce z výše uvedených důvodů 

y - parametry. Pro ilustraci uvedeme Priklad výpočtu pro tranzistor typu KF 525.

Priklad:  Pro tranzistor KF 525 určit v pracovním bodě U_CB = 10 V, I_E = 1mA na frekvenci  f = 100  MHz y - parametry  pro zapojení SE, SB a SC a vstupní impedanci pro zapojení SE, je-li  zatěžovací impedance Y_v = (1 - j). 10^-3 S a výstupní impedanci v zapojení SB, je-li Y_g = (0,012 + j1,05).10^-3  S.

Řešení.  Z charakteristik pro SE se určí:  

                                                                  

Všechny parametry vyjádříme v obou tvarech (polárním i kartézském).

                                                                   

Hodnoty ekvivalentních kapacit  z vstupních a výstupních  admitančních parametrů :

                                              

Je tedy hodnota vstupní kapacity s uzemněným emitorem

a hodnota výstupní kapacity s uzemněným emitorem

Přepočet parametrů y na zapojení SB:

Přepočet parametrů y pro zapojení SE na zapojení SC:

Vstupní a výstupní odpor v zapojení SE:

                     

Náhradní schéma tranzistoru v zapojení SE v pracovním bodě U_{CB =} 10 V,     

I_E = 1mA a f = 100 MHz:

Zapojíme-li tranzistor jako zesilovač, v zapojení SE se zatěžovací impedancí Y_z, , je vstupní impedance zesilovacího stupně:

           

                                           

   =                                              

Zapojíme-li tranzistor jako zesilovací stupeň  v zapojení SB se vstupní impedancí Y_G, je výstupní impedance tohoto stupně:

     = .