При анализе работы усилительных каскадов в рабочем диапазоне частот предполагалось, что емкости разделительных и блокирующих конденсаторов выбраны из условия, что их емкостные сопротивления пренебрежимо малы по сравнению с активными сопротивлениями в соответствующих ветвях схемы. Кроме того, зависимость параметров транзисторов от частоты также не оказывает влияния на малосигнальные параметры.
Особенности анализа схем каскадов в низкочастотной области
При исследовании параметров усилительных каскадов в области частот на нижней границе и ниже рабочего диапазона свойства каскада будут зависеть от реактивных сопротивлений разделительных Ср1, Ср2 и блокирующих конденсаторов.
Z_C = \displaystyle\frac 1 {jwC}
При расчете входного сопротивления необходимо учитывать емкость разделительного конденсатора на входе каскада.
R_{вх}^{экв} =\displaystyle\sqrt {R_{вх}^2 +\left(\displaystyle\frac 1 {jwC_{Р1}}\right)^2 }
При расчете выходного сопротивления необходимо учитывать емкость разделительного конденсатора на выходе каскада
R_{вых}^{экв} =\displaystyle\sqrt {R_{вых}^2 +\left(\displaystyle\frac 1 {jwC_{Р2}}\right)^2 }
Эквивалентное входное напряжение каскада в области низких частот U_{вх}^{нч} определится по формуле:
U_{вх}^{нч} = U_{вх} \cdot \displaystyle\frac {R_{вх}}{\displaystyle\sqrt {R_{вх}^2 + \left(\displaystyle\frac 1{jwC}\right)^2 }}
Эквивалентное сопротивление нагрузки каскада на низкой частоте определится как
R_н^{экв} =\displaystyle\sqrt {R_н^2 +\left(\displaystyle\frac 1 {jwC_{Р2}}\right)^2 }
Далее определяется выходное напряжение для нагрузки, соответствующей этому сопротивлению U_{вых}^{нч} и затем собственно напряжение нагрузки
U_н^{нч} = U_{вых}^{нч} \cdot \displaystyle\frac {R_н}{\displaystyle\sqrt {R_н^2 + \left(\displaystyle\frac 1{jwC_{Р2}}\right)^2 }}
Коэффициент усиления по напряжению определится как
K_u^{нч} = \displaystyle\frac {U_н^{нч}}{U_{вх}^{нч}}
Особенности анализ схем каскадов в высокочастотной области
В высокочастотной области на параметры каскадов ОЭ, ОБ и ОК начинает оказывать влияние изменение интегральных коэффициентов передачи биполярных транзисторов
f_\beta =\displaystyle\frac{f_\alpha}{1+\beta}
f_\alpha =\displaystyle\frac{f_\beta}{1-\alpha}
\alpha (0) и \beta (0) — значения коэффициентов передачи на постоянном токе.
f_\alpha и f_\beta — граничные частоты усиления транзисторов в схеме с ОБ и ОЭ соответственно.
Для каскадов на полевых транзисторах необходимо учитывать действие межэлектродных емкостей, формирующих эквивалентную входную емкость
каскада по схеме с ОИ C_{вх}^{экв} = C_m + C_{зи} + C_{зс}\cdot (1+K_U)
каскада по схеме с ОС C_{вх}^{экв} = C_m + C_{зс} + C_{зи}\cdot (1-K_U)
и определяющих значение эквивалентного входного сопротивления транзистора.
Z_{вх}^{экв}=R_{вх}\parallel\left( \displaystyle\frac 1{jwC_{вх}^{экв}}\right)
и, следовательно, снижение коэффициента передачи и входного сопротивления с ростом частоты.