5. Nastavení pracovního bodu nelineárního dvojbranu
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Přenosy a impedance tranzistoru
Jak jsme se již zmínili, budeme se zabývat pouze odporovým modelem bipolárního tranzistoru, k jehož popisu používáme okamžité hodnoty střídavých složek vstupních a výstupních veličin tranzistoru a reálné hodnoty h parametrů. Definice jeho přenosů i vstupní a výstupní impedance by tak mohly být reálné, pokud v náhradním modelu na obr. 5.6 budou reálné i vnitřní impedance zdroje napětí a zatěžovací impedance tranzistoru , což je častý případ využití tranzistorového zesilovače v praxi. Přesto dále uvažujme zcela obecně komplexní popis obvodu s tranzistorem, kde střídavé složky veličin tranzistoru nahradíme komplexními efektivními hodnotami, čímž automaticky předpokládáme, že průběhy těchto veličin jsou harmonické a nemá tedy smysl v jejich označení ponechávat na pozici indexu symbol AC. h parametry budeme zapisovat také jako komplexní čísla, i když mají jen reálnou část. Platí tedy následující korespondence
, , ,
a rovnosti
, , , .
(Střídavý) napěťový přenos tranzistoru je definován , ale v literatuře zabývající se problematikou zesilovačů je obvykle označován a je nazýván činitelem zesílení napětí, takže platí
.
Obr. 5.6 Model zatíženého, linearizovaného dvojbranu, buzeného ze skutečného zdroje napětí
Hodnotu napěťového přenosu tranzistoru určíme úpravou jeho linearizovaných rovnic
,
.
Vynásobením 1. rovnice parametrem a 2. rovnice parametrem a následným jejich sečtením, eliminujeme z rovnic vstupní proud , čímž obdržíme rovnici
,
do které dosadíme z zobecněného Ohmova zákona za výstupní proud a upravíme do tvaru
,
což je obecný vztah pro napěťový přenos .
(Střídavý) proudový přenos tranzistoru resp. činitel zesílení proudu je definován
.
Hodnotu proudového přenosu tranzistoru určíme z 2. rovnice smíšeného modelu bipolárního tranzistoru, kam za výstupní napětí dosadíme , čímž získáme rovnici a po její úpravě i poměr
Komplexní výkonový přenos resp. činitelem zesílení výkonu je potom definován součinem napěťového a komplexně sdruženého proudového přenosu
.
Poznamenejme, že proudové zesílení dosahuje maximální hodnoty při minimální hodnotě zátěže, tedy ve stavu nakrátko. Napěťové zesílení dosahuje maximální hodnoty při velké hodnotě zátěže, tedy přibližně ve stavu naprázdno. Výkonové zesílení dosahuje maximální hodnoty, je-li impedance zátěže impedančně přizpůsobena impedanci generátoru.
Vstupní impedanci určíme úpravou linearizovaných rovnic tranzistoru do kaskádního tvaru charakteristických rovnic dvojbranu tak, že z 2. rovnice si vyjádříme proud a dosadíme jej do rovnice 1. rovnice
,
,
takže pro vstupní impedanci platí po úpravě a dosazení za impedanci zátěže
Určete vstupní impedanci bipolárního tranzistoru zatíženého impedancí užitím vztahu pro vstupní impedanci kaskádního modelu dvojbranu.