Транзисторые каскады - некоторые вопросы

[Dirk Diggler]

Пытаюсь разобраться в принципах работы каскадов на транзисторах. 

Обложился теорией, но абсолютно все книжки грешат смысловыми лакунами в изложении. Помогите неофиту разложить по полочкам, а то пока не пойму - так меня это все прям свербит, аж кушать не могу. На примере Ревича, занимательная электроника.

 Вот он рассматривает усилительный каскад

И пишет

ну, с нижним выходом понятно, меняем сопротивление на поменьше. Входное напряжение осталось тем же - выходное минус 0.6 на базе, стало быть и выходное, потенциал на сопротивлении не меняется, стало быть вниз потек бОльший ток.
Увеличился ток эмиттера, который представляет собой на условные 99% ток коллектора и 1% базы.
Я вот не понял только, почему написано "напряжение верхнего выхода Uвых1 также изменится"? Что значит также? Напряжение на втором выходе, на нагрузке снизу, сразу после эмиттера - не изменилось же! Или я что-то не понимаю?

Второй вопрос. "А обратного не получается. Если мы уменьшим Rk, нагрузив его" - это о чем речь? Явно о подключении нагрузки параллельно Rk? То есть между питанием и коллектором. 
А я как-то думал, что нагрузка верхнего выхода - это подключение нагрузки между коллектором и общим проводом.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[sanya110]

10 часов назад, Dirk Diggler сказал:

думал, что нагрузка верхнего выхода - это подключение нагрузки между коллектором и общим проводом.

Правильно думали. Только забыли о внутреннем сопротивлении источника питания. Поэтому

10 часов назад, Dirk Diggler сказал:

о подключении нагрузки параллельно Rk? То есть между питанием и коллектором

 тоже можно вести речь, но после воспоминаний о законе Ома для полной цепи.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Alkarn]

10 часов назад, Dirk Diggler сказал:

Входное напряжение осталось тем же - выходное минус 0.6 на базе, стало быть и выходное,

0,6 падение на переходе - это очень приблизительно, может быть и 0,4,  и 0,8 - в зависимости от тока базы.
Так что выходное чуть-чуть изменится. Может, на 0,01-0,05 вольта, но все же.
А нагрузка может подключаться и параллельно Rк, и вместо его. Например, лампочка, светодиод, транзистор с другой проводимостью.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Yurkin2015]

12 hours ago, Dirk Diggler said:

не изменилось же!

Напряжение на первом выходе Uвых1 = Uпит - Rк*Iк. Да, напряжение на втором выходе не изменилось, но при подключении  нагрузки в эмиттер увеличился ток коллектора, значит и изменилось напряжение на первом выходе.

Например, напряжение на базе 1.6В. На эмиттере получилось 1.6 - 0.6 = 1В. Это напряжение не меняется. При Rэ = 1кОм ток эмиттера равен 1В/1кОм = 1мА. Ток коллектора тоже 1мА. Пусть Rк = 3кОм, тогда напряжение Uвых1 = 10В - 3кОм*1мА = 7В.

Добавили нагрузку в эмиттер, параллельно Rэ ещё один резистор 1кОм. Получилось 0.5 кОм в эмиттере, напряжение не изменилось 1В, а ток стал 1В/0.5кОм= 2мА. Получается Uвых1 = 10В - 3кОм*2мА = 4В. Напряжение на коллекторе сильно изменилось.

[Dirk Diggler]

2 часа назад, sanya110 сказал:

Только забыли о внутреннем сопротивлении источника питания.

Так о нем и речи никакой не было. И мы разве не рассматриваем идеальный случай - когда на входе питания у нас источник напряжения?

 

2 часа назад, sanya110 сказал:

тоже можно вести речь

Да можно конечно говорить о чем угодно. Но на схеме совершенно недвусмысленно указано, откуда идет съем напряжения. Между коллектором и землей. Было бы сказано "а вот Rк мы будем рассматривать, как полезную нагрузку в коллекторной цепи" - это одно. Но сказано-то, что выход - это между Rk и коллектором.

Откуда возникает изменение Rk - хоть убей не пойму.

2 часа назад, Alkarn сказал:

0,6 падение на переходе - это очень приблизительно, может быть и 0,4,  и 0,8 - в зависимости от тока базы.

Вот его категоричность насчет этого тоже смущает, но тут хоть понятно, что это по сути диод, со своей ВАХ, тут вопросов нет.

 

2 часа назад, Alkarn сказал:

А нагрузка может подключаться и параллельно Rк, и вместо его.

Это понятно. Только контекст главы - вообще никак не упоминает о том, что в коллекторной цепи стоит полезная нагрузка. Там речь идет исключительно об усилении сигналов. Исключительно про Uвых1 и Uвых2. Вот это и смущает

[Dirk Diggler]

12 минут назад, Yurkin2015 сказал:

Напряжение на первом выходе Uвых1 = Uпит - Rк*Iк. Да, напряжение на втором выходе не изменилось, но при подключении  нагрузки в эмиттер увеличился ток коллектора, значит и изменилось напряжение на первом выходе.

Например, напряжение на базе 1.6В. На эмиттере получилось 1.6 - 0.6 = 1В. Это напряжение не меняется. При Rэ = 1кОм ток эмиттера равен 1В/1кОм = 1мА. Ток коллектора тоже 1мА. Пусть Rк = 3кОм, тогда напряжение Uвых1 = 10В - 3кОм*1мА = 7В.

Добавили нагрузку в эмиттер, параллельно Rэ ещё один резистор 1кОм. Получилось 0.5 кОм в эмиттере, напряжение не изменилось 1В, а ток стал 1В/0.5кОм= 2мА. Получается Uвых1 = 10В - 3кОм*2мА = 4В. Напряжение на коллекторе сильно изменилось.

Да, там имеется в виду "напряжение также изменилось" не в смысле "изменилось напряжение u2 - и напряжение u1 также", а в смысле - "изменился ток эмиттера - значит и на коллекторе напряжение тоже изменилось". Просто там в главе идут рассуждения о симметричности напряжений выходов и всё такое, а тут внезапно увязываются не напряжения, а ток одного и напряжения другого.

Вообще абзац трудный блин. "Выходные напряжения схемы сильно разнятся". Что эта фраза должна мне сказать?

Почему сравнивается изменение нагрузки на одном выходе, а ток на другом? Мы же выходное сопротивление конкретного выхода рассматриваем. Цепляем к именно нему нагрузку. И изменение тока вроде как на нем же должны смотреть, почему мы лезем разглядывать реакцию другого входа?

Изменено 24 сентября, 2020 пользователем Dirk Diggler

[sanya110]

2 часа назад, Dirk Diggler сказал:

Так о нем и речи никакой не было

И не могло быть, поскольку автором подразумевается знание читающим законов элементарной электротехники.

2 часа назад, Dirk Diggler сказал:

разве не рассматриваем идеальный случай - когда на входе питания у нас источник напряжения?

Именно его и рассматриваем, потому и следует учитывать крайне малую величину его внутреннего сопротивления.

2 часа назад, Dirk Diggler сказал:

Откуда возникает изменение Rk

От полетности мысли автора изложения.

2 часа назад, Dirk Diggler сказал:

контекст главы - вообще никак не упоминает о том, что в коллекторной цепи стоит полезная нагрузка

Rk - вполне полезная нагрузка. Замените его, например, электромагнитным реле и оцените степень полезности.

 

Изменено 24 сентября, 2020 пользователем sanya110

[Dirk Diggler]

Так. Ну вот вы знаете законов элементарной электротехники. Причем тут околонулевое внутреннее сопротивление источника питающего напряжения(напоминаю, речь идет о напряжении на коллекторе)?

Изменено 24 сентября, 2020 пользователем Dirk Diggler

[sanya110]

При внутреннем сопротивлении идеального источника питания, стремящемся к нулю, нагрузка каскада, включенная между выводом коллектора транзистора и общим проводом, фактически оказывается подключенной параллельно Rk.

[Хoхол]

3 часа назад, Dirk Diggler сказал:

Просто там в главе идут рассуждения о симметричности напряжений выходов и всё такое, а тут внезапно увязываются не напряжения, а ток одного и напряжения другого.

Мне сложно сказать что-то определённое. я же этого не читал, а Вы пересказываете плохо. лучше копируйте страницу и выделяйте фрагмент. И вообще, если автор пишет непонятно , то можно попробовать прочитать другую книгу. По моему - в Искусстве схемотехники этот каскад разжёван... а что касается напряжения на втором выходе, то оно напрямую зависит от тока через Rэ (падение напряжения на Rк, зависит от этого тока, а значит зависит и напряжение)... если транзистор в линейном режиме, то это для нижнего выхода - эмиттерный повторитель, какое напряжение будет на базе, то и на эмиттере (минус 0,65 Вольт), значит ток Rэ зависит только от напряжения на базе и не зависит от сопротивления Rк и дополнительных сопротивлений в цепи второго выхода (хоть параллельно Rк, хоть от выхода 2 на общий)... этот каскад может иметь симметричные напряжения на резисторах Rк и Rэ - если их сопротивления равны, только они будут противоположны по знаку, может это имелось в виду...

[Гость (-:]

19 часов назад, Dirk Diggler сказал:

Вот он рассматривает усилительный каскад

У меня книжки нет - заглянуть нет куда. Поэтому переспрошу: речь об усилительном каскаде или о фазорасщепителе = усилителе с парафазным выходом = фазовращателе? (последнее не очень корректно)

"Напряжение изменится..." - это означает, что изменится выходной сигнал (переменное напряжение, поступающее на вход и проходящее через этот каскад).

Чтобы разобраться в вопросе, то нужно вспомнить две вещи.

Когда рассматривается изменение Uвых на К при подключении Rн к Э, то каскад следует видеть как каскад с ОЭ, для которого Ку=Rк/Rэ - подключил Rн - Ку=Rк/(Rэ||Rн) - увеличилось усиление - увеличилось Uвых.

Когда рассматривается изменение Uвых на Э при подключении Rн к К, то каскад следует видеть как каскад с ОК, для которого Ку~=1 без всяких условий - всё! - меняй-не меняй Rк - Ку=1 - Uвых неизменно.

У двух последних рассуждений есть реальные ограничения, но в идеальном случае и при правильно настроенном каскаде - всё "ок".

[Dirk Diggler]

8 часов назад, sanya110 сказал:

нагрузка каскада, включенная между выводом коллектора транзистора и общим проводом, фактически оказывается подключенной параллельно Rk.

Подождите. Запутался окончательно

При росте коллекторного тока на нагрузке, подключенной параллель Rk - напряжение будет увеличиваться. Тогда как напряжения, снимаемое между выводом коллектора и общим проводом - в противофазе к коллекторному току, оно будет падать, разве нет? То есть это не эквивалентные вещи ни разу, разве не так?

Провел в протеусе моделирование - напряжение на коллекторе действительно не меняется, если второй конец нагрузки подключить не к общему проводу, а к питанию. А вот напряжение на самой нагрузке - меняется еще как.

Или я опять не понял, что вы имеете в виду?

Изменено 24 сентября, 2020 пользователем Dirk Diggler

[Dirk Diggler]

13 часов назад, Гость (-: сказал:

Поэтому переспрошу: речь об усилительном каскаде

О нём.

Мне был непонятен обведенный абзац. Типа, почему идет разговор о выходных сопротивлениях выходов, но автор подсоединяет воображаемую нагрузку к одному входу, а речь ведет о другом? Но тут я просто тупанул, ведь реально так и есть, за напряжение выхода отвечает резистор по ту сторону транзистора, а не расположенный у точки съема.

Но только я разобрался, как новая сентенция насчет эквивалентности подключения нагрузки коллекторного выхода к питанию и общему проводу меня снова поставила в тупик ) Теперь гадаю как это может быть )

Скрытый текст

Скрытый текст

 

[Хoхол]

1 час назад, Dirk Diggler сказал:

Но только я разобрался, как новая сентенция насчет эквивалентности подключения нагрузки коллекторного выхода к питанию и общему проводу меня снова поставила в тупик ) Теперь гадаю как это может быть )

ну, теперь всё понятно. Он пишет, мол, какое чудесное свойство у этой схемы - два симметричных противофазных выхода (для выхода 1 - общий плюс, для выхода 2 - общий минус), только есть недостаток - если нагружать выход 2, то изменяется напряжение на выходе 1, а на выходе 2 остаётся таким же (ЗЫЫ и ещё, если нагружать выход1, то напряжение на выходе 1 изменяется, а на выходе 2 остаётся прежним), - выходы перестают иметь одинаковые по уровню напряжения...

скорее всего, далее, он предложит применить пару эмиттерных повторителей, каждый для своего выхода... - чтоб нагрузка не портила симметрию.

ЗЫ в предыдущем моём посте, нужно изменить "выход 1" на "выход 2" (и наоборот), я чего-то думал что выход 1 - нижний.

Изменено 24 сентября, 2020 пользователем Хoхол

[Dirk Diggler]

13 часов назад, Хoхол сказал:

ну, теперь всё понятно.

Здорово. Но я до сих пор не понял, как может быть так, что подключения нагрузки коллекторного выхода к питанию и общему проводу - эквивалентны? Это разве правда? Или я моделирование неверно провел? Или я не понял, что в какомы смысле они эквивалентны?

 

[Хoхол]

49 минут назад, Dirk Diggler сказал:

Но я до сих пор не понял, как может быть так, что подключения нагрузки коллекторного выхода к питанию и общему проводу - эквивалентны?

эквивалентны или нет - зависит от конкретной схемы... и эти эквиваленты могут быть или нет, для постоянного тока, для переменного тока, для переменки и постоянки...

Для этой конкретно схемы - резистор, параллельно Rк и резистор от коллектора на общий (минус) - не эквивалентны. (ЗЫ - это для постоянного тока, а вот если включить его через конденсатор, то уже не важно, на минус или плюс, присоединён второй вывод резистора, т.е. для переменного тока - эквивалентно (но тут надо учитывать сопротивление источника питания, его нужно складывать с сопротивлением нагрузки, но в большинстве случаев, сопротивление источника не сопоставимо меньше сопротивления нагрузки и его можно принять равным нулю, кстати, для этого присоединяют конденсаторы параллельно источнику и таким образом снижают его сопротивление для переменного тока)... да и для постоянного тоже, конденсатор же постоянный ток не пропускает)

Путаница возникает от того, что так рассчитывают входное сопротивление, на примере каскада, который Вы используете с колебательным контуром, в топике выше, резисторы образующие смещение для базы транзистора, следует считать как соединённые параллельно.

 

Изменено 25 сентября, 2020 пользователем Хoхол