V o g S o ( R r ), m Επειδή β, είναι Τ V,. Το κέρδος κλειστού βρόχου υπολογίζεται ως Vf, 0,957, Η αντίσταση εισόδου είναι ίση µε ΜΩ. Η αντίσταση εξόδου είναι z o 5 k 40k 4, 44kΩ Η εφαρµογή ανάδρασης υποβιβάζει την αντίσταση εξόδου στην τιµή z of 4,44kΩ 9, 4Ω, Η συµβατική ανάλυση του κυκλώµατος µε βάση τη θεωρία του 7 ου κεφαλαίου του βιβλίου δίνει Vf 0,96, R ΜΩ και R ο 9 Ω..3 Για το κύκλωµα ενισχυτή δύο βαθµίδων, να βρεθεί το κέρδος τάσης και οι αντιστάσεις εισόδου και εξόδου. Για τα τρανζίστορ δίνονται β β 00, r o. Το δυναµικό στη βάση των τρανζίστορ είναι ίσο µε 0,88 V. Το ρεύµα εκποµπού των τρανζίστορ υπολογίζεται ως - 697 -
I E 0,88V 0,7V 0k k 00+ 0 0,4m εποµένως r e r e 65 Ω. Η αντίσταση ανάδρασης των 0 kω δειγµατοληπτεί την τάση εξόδου και προσθέτει το αποτέλεσµα σε σειρά µε την είσοδο. Έχουµε εποµένως τοπολογία ανάδρασης τάσης-σειράς. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο βραχυκυκλώνουµε την έξοδο οπότε η αντίσταση ανάδρασης 0 kω παραλληλίζεται µε την αντίσταση εκποµπού του Q. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο διακόπτουµε το ρεύµα στο βρόχο εισόδου οπότε οι αντιστάσεις R f και R E συνδέονται σε σειρά µε τον κόµβο εξόδου. Το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου είναι το παρακάτω Για τα τρανζίστορ εύκολα υπολογίζονται οι τιµές των αντιστάσεων προς τη βάση ως z b 6,56 kω και z b 6,57 kω. Η αντίσταση εισόδου του ου σταδίου είναι z b 0k k 6,57k 4, 95kΩ Το κέρδος τάσης του ου και ου σταδίου ενίσχυσης υπολογίζεται ως 5k 4,95k 65+ 00 0k 4,7k ( 0k+ 00) 65,7 Το κέρδος τάσης ανοιχτού βρόχου εποµένως είναι Ο συντελεστής ανάδρασης είναι 49,3 (,7) ( 49,3) 9 ( db) V 6 00 β 00+ 0k 0,0099-698 -
και ο λόγος επιστροφής Τ βα V,08. Το κέρδος κλειστού βρόχου έχει την τιµή,08 Vf 9,65 3dB 0,0099,08 ( 39, ) Η αντίσταση στη βάση του Q z b 6,56 kω αυξάνεται λόγω της εφαρµογής ανάδρασης σε z f (,08) 6,56k Ω b 00k Η αντίσταση εισόδου του κυκλώµατος είναι z 0k 0k 00k 8, kω Η αντίσταση εξόδου ανοιχτού βρόχου έχει την τιµή f z o ( 0 + 00) Ω 4,7k k 307 Με την εισαγωγή ανάδρασης τάσης η αντίσταση εξόδου µειώνεται σε z of 307 65, Ω,08 5.4 Για το παρακάτω κύκλωµα ενισχυτή, να υπολογιστεί το κέρδος τάσης και οι αντιστάσεις εισόδου και εξόδου. Για τα τρανζίστορ δίνονται β β 00, r o. Τα ρεύµατα συλλέκτη των τρανζίστορ υπολογίζονται ως 0,7V I C 00µ 6,8k 3,5V I C 00µ 750µ από όπου υπολογίζουµε τις τιµές r e 60 Ω, r e 35 Ω, z b 3,53 kω. - 699 -
Η τάση εξόδου δειγµατοληπτείται από το διαιρέτη τάσης των αντιστάσεων 3,3 kω και το σήµα ανάδρασης προστίθεται σε σειρά µε την είσοδο. Έχουµε εποµένως τοπολογία ανάδρασης τάσης-σειράς. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο βραχυκυκλώνουµε την έξοδο οπότε ο συνδυασµός αντιστάσεων εµφανίζεται στον εκποµπό του Q. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο διακόπτουµε το ρεύµα στο βρόχο εισόδου οπότε το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου είναι όπως παρακάτω Το κέρδος τάσης για τα τρανζίστορ Q και Q υπολογίζεται ως 6,8k 3,53k 60+ + 35 Το κέρδος τάσης ανοιχτού βρόχου εποµένως είναι, 88,6 V (,) ( 88,6) 30 Ο συντελεστής ανάδρασης είναι β + 0,5 και η τιµή του λόγου επιστροφής Τ βα V 5. Το κέρδος κλειστού βρόχου έχει την τιµή Vf 0,5 5,983 5 Η αντίσταση εισόδου στη βάση του Q είναι ( 60+ ) 9, Ω z 0 9k - 700 -
και αυξάνεται λόγω της εφαρµογής ανάδρασης σε ( 5) 9,9, ΜΩ z b f k 4 Η αντίσταση εξόδου ανοιχτού βρόχου έχει την τιµή z o 3,3k + 6, 6kΩ Με την εφαρµογή ανάδρασης τάσης η αντίσταση εξόδου µειώνεται σε z of 6,6k 57, Ω 5 4.5 Για τον ενισχυτή του σχήµατος να υπολογιστούν το κέρδος τάσης και οι αντιστάσεις εισόδου και εξόδου. Για τα MOSFET δίνονται K n K p 0,05 /V, V TN, V, V TP -, V, λ Ν 0, V -, λ P 0,5 V -. Το dc ρεύµα σε κάθε σκέλος του διαφορικού ενισχυτή είναι ίσο µε 50 µα. Από τις παραµέτρους των MOSFET υπολογίζουµε g mn g mp 7,07 ms, r on 40 kω, r op 6,7 kω. Η τάση εξόδου δειγµατοληπτείται από το διαιρέτη τάσης των αντιστάσεων R και R και το σήµα ανάδρασης προστίθεται στο βρόχο εισόδου. Έχουµε εποµένως τοπολογία ανάδρασης τάσης-σειράς. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο βραχυκυκλώνουµε την έξοδο οπότε ο συνδυασµός αντιστάσεων R R εµφανίζεται στην πύλη του Μ. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο διακόπτουµε το ρεύµα στο βρόχο εισόδου οπότε ο συνδυασµός αντιστάσεων R + R εµφανίζεται παράλληλα µε την έξοδο. Το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου φαίνεται στο παρακάτω σχήµα - 70 -
Το ρεύµα στην εκροή του Μ είναι ίσο µε id g m. Λόγω του καθρέφτη αυτό το ρεύµα καθρεφτίζεται και στην εκροή του Μ. Είναι [ r o r o 4 ( R + R) ] g m [ r o r o 4 ( R + R )] o i d Το κέρδος τάσης ανοιχτού βρόχου ισούται µε V o g m 7,07x0 [ r r ( R + R )] 3 o o4 [ 40k 6,7k ( 56k+ 0k) ] 06, 8 Ο συντελεστής ανάδρασης είναι 56k β 56k+ 0k 0,03 και εποµένως Τ βα V,7. Το κέρδος τάσης κλειστού βρόχου έχει την τιµή Vf 0,03,7,7 4,7 Η αντίσταση εισόδου προς την πύλη του Μ είναι άπειρη και αυξάνεται µε την εφαρµογή ανάδρασης. Εποµένως η αντίσταση εισόδου είναι ίση µε ΜΩ. Η αντίσταση εξόδου ανοιχτού βρόχου έχει την τιµή ( 56k+ 0k) 5, Ω z o 40 k 6,7 k Με την εφαρµογή ανάδρασης η αντίσταση εξόδου µειώνεται σε z of 5,k Ω,7 665-70 -
.6 Για τον ενισχυτή του σχήµατος να υπολογιστούν η διαντίσταση κλειστού βρόχου, το κέρδος τάσης και οι τιµές των αντιστάσεων εισόδου και εξόδου. Θεωρείστε ότι τα τρανζίστορ έχουν κέρδος ρεύµατος h fe 00 και τάση Early V Α 00V. Το ρεύµα που παρέχει η πηγή ρεύµατος γύρω από το Q έχει τιµή I,7V 0,7V 00 C I C 0m από όπου υπολογίζουµε τις τιµές r e r e 6Ω και r o r o 0 kω. H αντίσταση R f προσθέτει το σήµα ανάδρασης υπό τη µορφή ρεύµατος παράλληλα στον κόµβο εισόδου. Εποµένως έχουµε τοπολογία ανάδρασης τάσης-παράλληλα. Για τον υπολογισµό της διαντίστασης βρίσκουµε το κατά Norton ισοδύναµο της πηγής. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο του ενισχυτή βραχυκυκλώνω την έξοδο οπότε η αντίσταση R f εµφανίζεται παράλληλα στη βάση του Q. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο βραχυκυκλώνουµε την είσοδο. Η αντίσταση R f εµφανίζεται παράλληλα στην πηγή ρεύµατος γύρω από το Q. Το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου φαίνεται παρακάτω Η πηγή ρεύµατος στο συλλέκτη του Q ισοδυναµεί µε φορτίο τιµής [ + g ( r R )] r [ 0,385(,6k 00) ] 0k Ω RL m π E o 75k - 703 -
Η αντίσταση στη βάση του Q είναι ίση µε z b 0,6 63 Ω. Το ρεύµα στη βάση του τρανζίστορ υπολογίζεται ως ( 0k 68k) ( 0k+ 68k) + i b i 0,97i 63 ( ) Η τάση εξόδου είναι ( R R r ) 00i ( 75k 68k 0k) 86600i ( ) o h feib L f o b b Συνδυάζοντας τις () και () η τιµή της διαντίστασης ανοιχτού βρόχου προκύπτει ως R o 835, kω i m 8 Ο συντελεστής ανάδρασης υπολογίζεται ως i f β o 68kΩ Ο λόγος επιστροφής έχει την τιµή T β Rm 835,8kΩ,3 68kΩ Η διαντίσταση για τον ενισχυτή κλειστού βρόχου υπολογίζεται από τη σχέση,3 R mf 68 k 6, 9kΩ,3 Η αντίσταση εισόδου του κυκλώµατος υπολογίζεται ως R 68k 63 6Ω Η αντίσταση εισόδου µετά την εφαρµογή ανάδρασης ελαττώνεται στην τιµή R f 6 9, Ω,3 7 Η πηγή βλέπει αντίσταση εισόδου ίση µε 0k + 9,7 009,7 Ω. Η αντίσταση εξόδου έχει την τιµή R o 75 k 68k 0k 8, 6kΩ Μετά την εφαρµογή ανάδρασης η αντίσταση εξόδου ελαττώνεται σε - 704 -
R of 8,6k Ω,3 648 Για τον υπολογισµό του κέρδους τάσης γράφουµε Vf o o i 0k 6,9k 0k 6,9.7 Για τον ενισχυτή κοινού εκποµπού βρείτε το κέρδος τάσης και τις αντιστάσεις εισόδου και εξόδου. Για το τρανζίστορ θεωρείστε β 00, I C m. Το δικτύωµα ανάδρασης είναι η αντίσταση R E η οποία δειγµατοληπτεί το ρεύµα εξόδου και προσθέτει το σήµα ανάδρασης στο βρόχο εισόδου. Συνεπώς, πρόκειται για ανάδραση ρεύµατος-σειράς. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο διακόπτω το βρόχο εξόδου οπότε η αντίσταση R E εµφανίζεται στο βρόχο εισόδου. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο διακόπτουµε το βρόχο εισόδου και εποµένως η αντίσταση R E εµφανίζεται στο βρόχο εξόδου. Το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου είναι το παρακάτω Για να υπολογίσω το κέρδος τάσης αντικαθιστώ το τρανζίστορ µε το ισοδύναµο του κύκλωµα. - 705 -