pdf.php@id=6185

Рис. 1.15. Электрические схемы биполярных транзисторов, зашунтированных ре­ зистором г, включенным между базой и коллектором (а), базой я эмиттером (б), эмиттером и коллектором (в)

На рис. IIЛ4 изображены схемы составных биполярных тран­ зисторов типа ОК-ОК (а), ОЭ-ОБ (б), ОК-ОЭ (в). Параметры составных биполярных транзисторов получены М. Д. Штерном [35]. Они приведены /в табл. 1.2. Так как сопротивление эмиттера гэ.с и базы Гб.с составных биполярных транзисторов -зависят от соп­ ротивления коллектора составляющих транзисторов zK, они в табл. 1.2 обозначены через z3.c и ze.o В этой же таблице приведе­ ны параметры биполярных транзисторов, зашунтированных соп­

1.3. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАТРИЦ ПРОВОДИМОСТЕЙ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ И ИХ КОМПОНЕНТОВ

Приведем основные свойства матриц проводимостей элект­ ронных цепей и их многополюсных компонентов.

31

1.4.ФУНКЦИИ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ

СИМС

1.4.1.ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ

СИМС

Под функцией цепи понимают отношение двух параметров, каждый из которых может быть напряжением или током любого внешнего полюса цепи. Один из этих параметров рассматривается как реакция цепи, а второй — как причина, вызвавшая эту реак­ цию. В некоторых случаях это отношение определяют при задан­ ных условиях, накладываемых на напряжения или токи других внешних полюсов цепи. Функция цепи может иметь размерность сопротивления, проводимости или может быть безразмерной вели­ чиной.

Если функция цепи «е имеет размерности, она называется ко­ эффициентом передачи, или коэффициентом усиления. Различают коэффициенты передачи (усиления) по напряжению и по току. Если размерность параметров, определяющих функцию цепи, раз­ ная и они определяются на разных полюсах, функция называется коэффициентом преобразования. Различают коэффициент преоб­ разования напряжения в ток S = iBhtx/uB , называемый также кру­ тизной преобразования, или просто крутизной, и коэффициент пре­ образования тока в напряжение ZB^ = u BUXjiBX, называемый сопро­ тивлением передачи. Если размерность параметров, определяющих функцию цепи, разная, но они относятся к одному и тому же по­ люсу, функция называется или проводимостью этого полюса, если она имеет размерность проводимости, или сопротивлением полюса, если она имеет размерность сопротивления. Различают входную проводимость (сопротивление), относящуюся к входным полюсам, и выходную проводимость (сопротивление), относящуюся к выход­

коэффициент ослабления синфазных сигналов сг=/С/Ксф. По ним молено найти другие функции цепей (см. 1.4.3).

В электронных цепях с ИМС различают одиночные и диффе­ ренциальные входы и выходы (рис. 1.116). К входам подводятся генераторы возбуледения, к выходам — проводимости нагрузок. Одиночные входы и выходы образуются парами полюсов. Один из полюсов этой пары может оказаться опорным. Такой вход или выход в дальнейшем называется просто одиночным. Если же эта пара полюсов не содержит опорного полюса, она называется оди­

Рис. 1.16. Цепь с произвольным числом одиночных и дифференциальных вхо­ дов и выходов

ставить в виде двух одиночных входов ((выходов). Дифференци­ альные, входы рассматриваются тогда, когда требуется определить функции цепи при одновременном воздействии на нее двух источ­ ников возбуждения. Например, когда эти источники равны по значению и знаку напряжения или когда они равны по абсолют­ ному значению, но противоположны по знаку напряжения.

Не следует смешивать дифференциальный вход (выход) с оди­ ночным входом (выходом) 2-го типа. У дифференциального входа (выхода) токи полюсов /0(Ь) и iC(d) могут отличаться как по значе­ нию, так и по знаку. Токи же полюсов одиночного входа (выхода) 2-го типа всегда равны по абсолютному значению и противополож­ ны по знаку.

На рис. 1.16 представлена цепь с произвольным числом оди­ ночных и дифференциальных ©ходов и выходов. Источники воз­ буждения изображены в виде идеальных генераторов напряжения, включенных последовательно с внутренними (собственными) про­ водимостями этих источников. Под напряжением источника воз­ буждения понимают напряжение идеального генератора. Входные полюсы исследуемой цепи отмечены верхними штрихами, а полю­ сы, связывающие идеальные генераторы напряжения с в н у т р е н ­ ними проводимостями источников возбуждения,- обозначены та­ кими же буквами без штрихов. Любую линейную цепь с интег­ ральными микросхемами можно рассматривать как частный слу­ чай этой цепи.

34

Цепь, -содержащую помимо исследуемой -схемы присоединенные к ней проводимости нагрузок Унг * и внутренние проводимости ис­ точников возбуждения YTi и используемую при определении схем­ ных функций, назовем рассматриваемой цепью.

При наличии дифференциальных входов различают инверти­ рующие и иеинвертирующие входные полюсы. Инвертирующим (неинвертирующим) называется -входной полюс, напряжение ко­ торого -вызывает на выходном полюсе напряжение противополож­ ного (такого же) знака. При наличии нескольких выходов данный входной полюс может оказаться инвертирующим по отношению к одним и неинвертирующим по отношению к другим выходным по­ люсам.

Если имеется дифференциальный ©ход на полюсах а, с и 0 и дифференциальный -выход на полюсах d, b и 0, то различают вход­ ные и выходные дифференциальное мдф ас, « дфьа и синфазное ыСф а с, мсф ль напряжения. Дифференциальное входное (выходное) напря­

вить в виде одного выражения с использованием знаков -плюс и минус, что усложняет запись многих выражений. Поэтому в даль­

сится к разностному -напряжению, а плюс — к -напряжению сред­

входных и выходных напряжений дифференциальных.входа и вы­ хода, -указанной на рис. 1.17,а, а для ОУ с -дифференциальным входом и одиночным выходом — указанной на рис. 1.17,5. Зна­ ком минус или буквой «и» н-а схемах отмечают инвертирующий вход (выход), знаком плюс или буквой «н» — неинвертирующий. Указанная на рис. 1.17,а -полярность напряжений -относится к слу­

Рис. 1.17. Принятая -полярность входных л выходных -напряжений: а — -для це­ пи с дифференциальными входом и выходом; б — для операционного усилителя с дифференциальным входом и -одиночным выходом

36

Коэффициент передачи по напряжению К от данного входа к данному выходу определяют при напряжениях источников воз­ буждения, присоединенных к другим входам, равных нулю, при включенных проводимостях нагрузок Унг всех выходов и при включенных собственных проводимостях всех источников возбуж­ дения Уг.

Поясним, почему при определении К следует включить в рас­ сматриваемую цепь собственные проводимости источников возбуж­ дения. Основное назначение усилителя — усиление и передача

37

полюсах /' и g' (рис. 1.19,6) и дифференциального входа на полю­ сах а' и с' (рис. 1.19,в).

Цепи для определения выходных проводимостей аналогичны цепям для определения входных проводимостей и различаются только тем, что напряжения всех источников возбуждения и .на нагрузках рассматриваемого выхода принимаются равными нулю и что рассматриваемый выход принимается за вход.

На рис. 1.20 представлена цепь для определения выходных проводимостей дифференциального выхода на полюсах b и d.

1.4.2. ФУНКЦИИ ЦЕПИ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ч и с л о м о д и н о ч н ы х и ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ВХОДОВ И ВЫХОДОВ

Рассмотрим наиболее общий случай цепи, содержащей про­ извольное число одиночных и дифференциальных входов и выхо­ дов (рис. 1.16). Любой из входов может работать на любой из выходов. Собственные проводимости источников возбуждения Уг и проводимости нагрузок Унг включены в состав рассматриваемой цепи. В получаемых функциях цепи при необходимости можно учесть влияние этих проводимостей. Если требуется исключить влияние собственной проводимости отдельных или всех источни­ ков возбуждения, например, при определении коэффициента пере­ дачи по напряжению от полюса s' (рис. 1 Л6) к любому выходно­ му полюсу или при определении входной проводимости полюса s', необходимо соответствующие собственные проводимости источни­ ков возбуждения рассматривать как внешние и в качестве входных принять рассматриваемые полюсы, обозначенные штрихами на рис. 11.16.

Включение проводимости Yrs в рассматриваемую цепь, в слу­ чае если эта проводимость не оказывается соединенной последо­ вательно с другим двухполюсным элементом цепи или если напря­ жение источника возбуждения и8 не принимается равным нулю, приводит к появлению дополнительного полюса s. При этом про­ водимость Уга оказывается включенной между полюсами s и s'. В матрице проводимостей цепи, отвечающие этому полюсу, строка и столбец s будут содержать только по два элемента Yss— Yrs и У „,=У Г,= — УГ8, отличных от нуля, что позволяет снизить поря­ док определителя такой матрицы. В результате прибавления к строке (столбцу) s' строки (столбца) s получаем определитель

А — У Гз А а—а'»

где А8—а' — определитель матрицы проводимостей цепи с закоро­ ченными полюсами s и s'. Это действительно для всех входных полюсов. Следовательно, определитель матрицы проводимостей цепи с дополнительными полюсами а, с, ..., f равен определителю этой матрицы при закороченных полюсах, между которыми вклю­ чены внутренние проводимости источников возбуждения, умножен­ ному на произведение этих проводимостей:

40