РАСЧЕТ КОРРЕКТИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ ШИРОКОПОЛОСНЫХ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
    Цель работы - получение законченных аналитических выражений для расчета коэффициента усиления, полосы пропускания и значений элементов корректирующих цепей наиболее известных и эффективных схемных решений построения усилительных каскадов на биполярных транзисторах (БТ). Основные результаты работы - вывод и представление в удобном для проектирования виде расчетных соотношений для усилительных каскадов с простой индуктивной и истоковой коррекциями, с четырехполюсными диссипативными межкаскадными корректирующими цепями четвертого порядков, для входной и выходной корректирующих цепей. Для всех схемных решений построения усилительных каскадов на БТ приведены примеры расчета.
    ВВЕДЕНИЕ
    В теории усилителей нет достаточно обоснованных доказательств преимущества использования того либо иного схемного решения при разработке конкретного усилительного устройства. В этой связи проектирование широкополосных усилителей во многом основано на интуиции и опыте разработчика. При этом, разные разработчики, чаще всего, по-разному решают поставленные перед ними задачи, достигая требуемых результатов. Данная работа предназначена для начинающих разработчиков широкополосных усилителей и содержит: наиболее известные и эффективные схемные решения построения широкополосных усилительных каскадов на БТ; соотношения для их расчета по заданным требованиям; примеры расчета. Поскольку, как правило, широкополосные усилители работают в стандартном 50 либо 75-омном тракте, соотношения для расчета даны исходя из условий, что оконечные каскады усилителей работают на чисто резистивную нагрузку, а входные каскады усилителей работают от чисто резистивного сопротивления генератора.
     1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА
    В соответствии с [1, 2, 3], приведенные ниже соотношения для расчета усилительных каскадов основаны на использовании эквивалентной схемы замещения транзистора приведенной на рисунке 1.1, либо на использовании его однонаправленной модели [2, 3] приведенной на рисунке 1.2. Рисунок 1.1 - Эквивалентная схема Джиаколетто Рисунок 1.2 - Однонаправленная модель
    Значения элементов схемы Джиаколетто могут быть рассчитаны по паспортным данным транзистора по следующим формулам [1]:
    
     =3 - для планарных кремниевых транзисторов, =4 - для остальных транзисторов, ; ; ; где - емкость коллекторного перехода; - постоянная времени цепи обратной связи; - статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером; - ток эмиттера в рабочей точке в миллиамперах.
    В справочной литературе значения и часто приводятся измеренными при различных значениях напряжения коллектор-эмиттер . Поэтому при расчетах значение следует пересчитать по формуле [1]
    , где - напряжение , при котором производилось измерение ; - напряжение , при котором производилось измерение .
    Поскольку и оказываются много меньше проводимости нагрузки усилительных каскадов, в расчетах они обычно не учитываются.
    Элементы схемы замещения приведенной на рисунке 1.2 могут быть рассчитаны по следующим эмпирическим формулам [4]:
    , , , , где - индуктивность вывода базы; - индуктивность вывода эмиттера; - предельное значение напряжения ; - предельное значение постоянного тока коллектора.
    При расчетах по эквивалентной схеме, приведенной на рисунке 1.2, вместо используют параметр - коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования [2], равный: = (1.1) где - частота, на которой коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования равен единице; - текущая частота.
    2 РАСЧЕТ НЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ
    2.1 ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД
    Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 1.3, где - сопротивление нагрузки; - сопротивление в цепи коллектора. Рисунок 2.1 - Схема оконечного некорректированного каскада.
    При отсутствии реактивности нагрузки, полоса пропускания каскада определяется параметрами транзистора. ............